DE102020212754A1 - Getriebeanordnung für ein Fahrzeug - Google Patents

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Artur Wojtalik
Tomasz Seneta
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Abstract

Getriebeanordnung, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse, eine Ausgangswelle, ein Zahnrad, das zum Eingriff mit einer Schnecke an der Ausgangswelle fixiert ist, eine Eingangswelle, einen Torsionsstab, der die Eingangswelle mit der Ausgangswelle verbindet, einen Elektromotor, eine Schnecke, die drehfest mit dem Rotor verbunden ist und dahingehend mit dem Zahnrad in Eingriff steht, Drehmoment von dem Motor auf die Ausgangswelle zu übertragen, und eine Lenkradsperranordnung, die Folgendes umfasst: einen Adapter mit einem ringförmigen inneren Teil, der auf der Seite der Schnecke, die von der Eingangswelle weg weist, an der Ausgangswelle gesichert wird, einem ringförmigen äußeren Teil, wobei der äußere Teil einen größeren Durchmesser als der innere Teil aufweist, einem Steg, der den inneren Teil mit dem äußeren Teil verbindet, und einem Verriegelungsbund, der von dem äußeren Teil des Adapters gestützt wird, und eine Lenkradsperre, die an dem Gehäuse fixiert ist und zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in der ein Teil der Lenkradsperre mit dem Verriegelungsbund in Eingriff steht, und einer eingezogenen Stellung, in der der Teil von dem Verriegelungsbund entfernt gehalten wird, beweglich ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei Getriebeanordnungen, insbesondere auf eine Getriebeanordnung zur Verwendung bei einer elektrischen Hilfskraftlenkanordnung eines Fahrzeugs.
  • Bekanntermaßen wird eine derartige Getriebeanordnung vorgesehen, die ein Gehäuse aufweist, in dem eine Schneckengetriebeanordnung positioniert ist und geschützt wird. Die Getriebeanordnung umfasst eine erste Wellenanordnung, die eine Schnecke in Form einer spiralförmigen Schraube umfasst, die sich entlang einer Länge der Welle erstreckt, die bezüglich des Gehäuses durch mindestens eine ringförmige Lageranordnung gestützt wird, und eine zweite Wellenanordnung, die ein Zahnrad umfasst, die auch bezüglich des Gehäuses durch mindestens eine Lageranordnung gestützt wird. Die zwei Wellen sind axial versetzt und senkrecht zueinander angeordnet, so dass die Zähne an der Peripherie des Zahnrads mit der Schneckenschraube der Schnecke in Eingriff stehen. Eine Drehung des Zahnrads bewirkt eine Drehung der Schnecke und umgekehrt. Dies gestattet die Übertragung von Drehmoment zwischen den zwei Wellen. Eine Welle kann den Eingang zur Getriebeanordnung definieren und die andere den Ausgang.
  • Schneckengetriebeanordnungen eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen ein einfacher kompakter Mechanismus mit einem hohen Übersetzungsverhältnis erforderlich ist. Durch die angemessene Wahl der Zahnradzahnkonstruktion kann eine Schneckengetriebeanordnung für geringes Spiel in beiden Übertragungsrichtungen zusammen mit niedriger Reibung sorgen. Dies sind wichtige Eigenschaften bei einer elektrischen Hilfskraftlenkanordnung, bei der ein Motor ein Hilfsdrehmoment durch ein Getriebe an einen Teil eines Lenkmechanismus zum Unterstützen des Fahrers beim Drehen des Lenkrads anlegt. Jegliches Spiel würde dem Fahrer durch das Lenkrad ein unerwünschtes Gefühl vermitteln. Der Versatz von 90 Grad zwischen dem Eingang und dem Ausgang gestattet eine praktische Positionierung eines Antriebsmotors neben einer Lenkwelle.
  • Das Zahnrad der Getriebeanordnung kann in einem Bereich einer Hohlwelle vorgesehen sein, die zwischen einer Eingangswelle einer Lenkanordnung, die ein Handrad stützt, und einem flexiblen Verbindungsstück zur Lenkungszahnstange in Reihe verbunden ist. Bei einigen Anordnungen kann das Schneckenrad an einer hohlen Ausgangswelle gesichert sein, die in dem Getriebe positioniert ist und die mit dem flexiblen Verbindungsstück verbunden ist. In dieser Hohlwelle kann ein Torsionsstab vorgesehen sein, der die Eingangswelle mit der Ausgangswelle verbindet. Die Funktion des Torsionsstabs besteht darin, eine große relative Winkelverschiebung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle, wenn der Fahrer ein Drehmoment an das Handrad anlegt, zu gestatten. Dies kann zur Bestimmung des Drehmomentwerts gemessen werden, und eine Steuerung kann dann Steuersignale für den Motor als Funktion des gemessenen Drehmoments erzeugen. Im Allgemeinen gilt je höher das gemessene Drehmoment, desto höher die angeforderte Motorunterstützung zum Helfen des Fahrers beim Drehen des Handrads.
  • Zur Verhinderung von Diebstahl des Fahrzeugs ist es in vielen Ländern vorgeschrieben, eine Lenkradsperre einzubauen, die bei Verriegelung mit einem Teil der Lenkanordnung in Eingriff steht und verhindert, dass das Handrad gedreht wird. Diese wirkt in der Regel auf einen Verriegelungsring, der an der Eingangswelle fixiert ist.
  • Die Anmelderin hat erkannt, dass es wünschenswert sein kann, eine Lenkradsperre bereitzustellen, die integral mit dem Getriebe ist, anstatt auf die Eingangswelle zu wirken.
  • Gemäß einem ersten Aspekt stellt die Erfindung eine Getriebeanordnung bereit, die Folgendes umfasst:
    • ein Gehäuse,
    • eine Ausgangswelle,
    • ein Zahnrad, das zum Eingriff mit einem Zahnrad an der Ausgangswelle fixiert ist,
    • eine Eingangswelle,
    • einen Torsionsstab, der die Eingangswelle mit der Ausgangswelle verbindet,
    • einen Elektromotor,
    • eine Schnecke, die drehfest mit dem Rotor verbunden ist und dahingehend mit dem Zahnrad in Eingriff steht,
    • Drehmoment von dem Motor auf die Ausgangswelle zu übertragen,
    • und eine Lenkradsperranordnung, die Folgendes umfasst:
      • einen Adapter mit einem ringförmigen inneren Teil, der auf der Seite des Zahnrads, die von der Eingangswelle weg weist, an der Ausgangswelle gesichert wird, einem ringförmigen äußeren Teil, wobei der äußere Teil einen größeren Durchmesser als der innere Teil aufweist,
      • einem Steg, der den inneren Teil mit dem äußeren Teil verbindet, und einem Verriegelungsbund, der von dem äußeren Teil des Adapters gestützt wird, und
      • eine Lenkradsperre, die an dem Gehäuse fixiert ist und zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in der ein Teil der Lenkradsperre mit dem Verriegelungsbund in Eingriff steht, und einer eingezogenen Stellung, in der der Teil von dem Verriegelungsbund entfernt gehalten wird, beweglich ist.
  • Der Adapter kann einen inneren Teil aufweisen, der mit einem Satz Keilverzahnungen versehen ist, die sich radial nach innen zur Mitte des inneren Teils erstrecken und die mit entsprechenden sich nach außen erstreckenden Keilverzahnungen an der Ausgangswelle in Eingriff stehen. Die Keilverzahnungen können eine Übergangspassung sein.
  • Das Zahnrad kann durch Keilverzahnungen an einem Innendurchmesser des Zahnrads, die mit entsprechenden Keilverzahnungen an der Ausgangswelle in Eingriff stehen, an der Ausgangswelle fixiert sein.
  • Der Außendurchmesser der Keilverzahnungen, die das Zahnrad stützen, kann größer als der Außendurchmesser der Keilverzahnungen, die den Adapter stützen, sein. Der Außendurchmesser der Keilverzahnungen, die den Adapter stützen, kann kleiner als der Innendurchmesser der Keilverzahnungen des Zahnrads sein. Dies gestattet, dass das Zahnrad über die Keilverzahnungen, die den Adapter stützen, ohne jegliche störende Einwirkung in Position gedrückt werden, woraufhin der Adapter in Position gedrückt wird.
  • Der Adapter kann mit mindestens einer von dem Innendurchmesser des Übertragungsrings radial versetzten Bohrung versehen sein, die gestattet, dass ein Verriegelungswerkzeug in der Bohrung platziert wird, um eine Drehung des Toleranzrings, wenn ein Drehmoment an das Schneckenrad angelegt wird, zu verhindern. Dies gestattet eine Prüfung des Verhaltens des Verriegelungsmechanismus während der Montage.
  • Der Verriegelungsbund kann einen Satz Zähne umfassen, die umfangsmäßig um den äußeren Teil des Adapters herum beabstandet sind, wobei der Zwischenraum zwischen benachbarten Zähnen Vertiefungen definiert, die den Teil der Lenkradsperre aufnehmen, wenn sich die Lenkradsperre in der ausgefahrenen Stellung befindet.
  • Der Verriegelungsbund und der Adapter können als eine Komponente ausgebildet sein.
  • Bei einer Alternative kann ein Drehmomentübertragungsring oder ein Toleranzring zwischen dem Adapter und dem Verriegelungsbund positioniert sein, der eine Relativdrehung des Verriegelungsbunds und des Übertragungsrings bis zu einer definierten Drehmomentlastgrenze, nach der eine Drehung auftritt, verhindert. Diese Ausführung verhindert Beschädigungen der Anordnung durch Überdrehmoment, während sie freies Lenken des Fahrzeugs weiterhin unmöglich macht.
  • Der Drehmomentübertragungsring kann einen ringförmigen Träger, der konzentrisch um den äußeren Teil des Adapters passt, und mehrere erhabene Kontaktabschnitte, die sich von dem Träger zum Eingriff mit einer ringförmigen Innenseite des Verriegelungsbunds radial nach außen erstrecken, umfassen. Diese erhabenen Abschnitte können rhombusförmig sein.
  • Der äußere Teil des Adapters kann einen Zylinder umfassen, und der Steg des Adapters kann eine ringförmige Endwand des Zylinders umfassen. Der innere Teil des Adapters kann auch einen Zylinder umfassen, der an einem Ende an der Endwand gesichert ist und konzentrisch in dem äußeren Zylinder positioniert ist.
  • Es kann eine Dichtungsanordnung vorgesehen sein, die den Verriegelungsbund von dem Schneckenrad isoliert.
  • Die Dichtungsanordnung kann einen sich radial erstreckenden Bund umfassen, der sich von dem Adapter radial nach außen erstreckt, so dass ein äußerer Rand des Bunds eine nach innen vorragende Schulter, die im Inneren des Gehäuses ausgebildet ist, überlagert, um eine Dichtung zwischen dem Lenkradsperrenring und dem Zahnrad zu bilden.
  • Der Bund und die Schulter stellen zusammen einen gewundenen Pfad zwischen dem Verriegelungsbund und dem Zahnrad bereit.
  • Der Bund kann durch Schweißen oder irgendein anderes geeignetes Mittel an einem äußeren Teil des Adapters gesichert werden. Er kann an dem Steg des Adapters oder an dem inneren Teil des Adapters gesichert werden.
  • Alternativ dazu kann der Bund an dem Übertragungsring, wenn vorhanden, fixiert werden. Dies kann einen radialen Flansch an einem Ende des Übertragungsrings umfassen. Dadurch wird gestattet, dass der Bund und der Ring aus einer Materiallage gebildet werden.
  • Die Schulter, die den Rand der Blende überlagert, kann als ein absatzartiger Wechsel des Durchmessers zwischen einem größeren Innenabschnitt des Gehäuses und einem Innenabschnitt mit reduziertem Durchmesser ausgebildet sein. Dadurch werden eine innere Ecke der Schulter und eine äußere Ecke bei Betrachtung im Querschnitt definiert.
  • Der äußere Rand der Blende kann in einem Abstand von der Achse der Außenwelle beabstandet sein als der Abstand zwischen der äußeren Ecke der Schulter ist von der Achse beabstandet, so dass die Blende, wenn sie sich dreht, stets die Schulter überlagert. Der äußere Rand kann einen konstanten Radius aufweisen, da Schulter sein kann, solange jedoch die Überlagerung für alle Ausrichtungen der Blende beibehalten wird, muss der äußere Rand nicht exakt kreisförmig sein.
  • Der Absatz im Durchmesser zur Bildung der Schulter ist so positioniert, dass der Adapter und der Bund auf die Ausgangswelle zum Zahnrad geschoben werden können, bis sich der Rand des Bunds neben der Schulter befindet, diese jedoch nicht berührt. Dadurch wird eine einfache Labyrinthdichtung gebildet.
  • Die Blende und der Steg des Adapters können zusammen eine durchgängige Barriere zum Verhindern des Durchfließens von Öl oder Fett von dem Zahnrad zu dem Lenkradsperrenring bilden.
  • Der Bund kann eine massive Blende, die aus einer dünnen Materialscheibe, die an einem Innendurchmesser mit dem Adapter verschweißt ist, gebildet ist, umfassen.
  • Die Blende kann derart in dem Gehäuse positioniert sein, dass sie das Gehäuse nicht berührt.
  • Bei einer Alternative zu einer Blende, die eine kontaktfreie Labyrinthdichtung bildet, kann eine Kontaktdichtung zwischen dem Adapter und dem Gehäuse vorgesehen sein, die den Verriegelungsbund von dem Zahnrad isoliert, obgleich dies für eine gewisse Reibung in der Anordnung sorgt, die unerwünscht sein kann.
  • Die Kontaktdichtung kann an dem Adapter gesichert sein und sich über das Gehäuse schieben oder kann an dem Gehäuse gesichert sein und sich über den Adapter schieben.
  • Die Anordnung kann derart angeordnet sein, dass sie in folgender Reihenfolge zusammengebaut werden kann:
    • - Einführen der Eingangswelle und der Ausgangswelle als eine Anordnung in das Gehäuse von einer Seite aus;
    • - Drücken des Zahnrads auf die Ausgangswelle von der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses aus;
    • - Drücken des Adapters auf die Ausgangswelle.
  • Ein Verfahren zum Zusammenbauen kann Sichern des Verriegelungsrings und des Übertragungsrings an dem Adapter vor dem Fixieren des Adapters an der Ausgangswelle umfassen.
  • Das Verfahren kann Prüfen des vormontierten Verriegelungsrings, Übertragungsrings und Adapters vor dem Einbau, um sicherzustellen, dass es nationalen oder herstellerspezifischen Diebstahlsicherheitsnormen entspricht, durch Anlegen eines Drehmoments über die gesamte Anordnung hinweg umfassen.
  • Nun wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die und gemäß der Darstellung in den beiliegenden Zeichnungen beschrieben; in den Zeichnungen zeigen:
    • 1 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Getriebeanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
    • 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils der Getriebeanordnung von 1;
    • 3 den Torsionslastpfad durch die Getriebeanordnung, wenn die Lenkradsperre eingerückt ist;
    • 4 (a), (b) und (c) die Schritte des Verbauens des Verriegelungsbunds mit dem Adapter zur Bildung einer prüfbaren Unteranordnung;
    • 5 eine detaillierte Ansicht der Ausgangswelle, bei der alle anderen Teile zur Verdeutlichung entfernt wurden;
    • 6 (a) und (b) wie das Zahnrad und der Adapter nacheinander auf die Ausgangswelle gedrückt werden; und
    • 7 eine perspektivische Ansicht der Anordnung, die in ein offenes Ende des Getriebegehäuses bei dem Adapter und der Ausgangswelle hineinblickt.
  • Gemäß der Darstellung in 1-7 umfasst eine Getriebeanordnung 10 ein Gehäuse 20 mit drei offenen Kanälen, wobei zwei Kanäle 30, 40 davon axial reihenförmig an gegenüberliegenden Enden des Getriebegehäuses 20 liegen und ein Kanal 50 von der Achse, die die zwei reihenförmigen Öffnungen verbindet, versetzt und orthogonal zu dieser ist. Einer der Kanäle 30 nimmt einen Endabschnitt einer Eingangswelle 60 auf, die einen Satz Keilverzahnungen an ihrem gegenüberliegenden Ende zur Aufnahme einer Nabe eines Lenkrads aufweist. Diese Welle kann teleskopartig sein und wird in einer Lenksäulenverkleidung (nicht gezeigt) durch Lager (auch nicht gezeigt) derart gestützt, dass sie sich drehen kann, wenn das Lenkrad gedreht wird.
  • Der andere reihenförmige Kanal 40 nimmt einen Endabschnitt einer Ausgangswelle 70 auf. Die zwei zueinander weisenden Enden der Eingangswelle 60 und der Ausgangswelle 70, die in dem Getriebegehäuse positioniert sind, sind durch einen Torsionsstab 80 verbunden. Die Funktion des Stabs besteht darin, eine Winkelbewegung zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle zu gestatten, wenn ein Drehmoment über den Torsionsstab hinweg angelegt wird.
  • Der dritte geöffnete Kanal 50 des Gehäuses nimmt eine Ausgangswelle eines Elektromotors 90 auf. Der Körper des Motors ist an dem Gehäuse 20 gesichert. Der Rotor trägt eine Schnecke 100.
  • Wie am besten in 2 zu sehen ist, trägt die Ausgangswelle 70 ein Zahnrad 110, und die Schnecke 100 kämmt mit dem Zahnrad 110. Im Gebrauch wird das Verdrehen des Torsionsstabs 80, wenn ein Drehmoment angelegt wird, durch einen Drehmomentsensor (nicht gezeigt) detektiert, und die Ausgabe des Drehmomentsensors wird an eine Steuerung weitergeleitet. Diese erzeugt ein Ansteuerungssignal, das bewirkt, dass der Motor 100 ein angefordertes Hilfsdrehmoment über die Schnecke und das Zahnrad an die Ausgangswelle 70 anlegt. Dieses Hilfsdrehmoment unterstützt den Fahrer beim Drehen des Lenkrads, indem es einen Grad an Unterstützung bereitstellt.
  • Das Zahnrad 100 ist mit einem Satz innerer Keilverzahnungen 120 versehen, die mit einem entsprechenden Satz umfangsmäßig beabstandeter Keilverzahnungen 130 auf der Ausgangswelle kämmen.
  • Die Ausgangswelle 70 trägt auch einen zweiten Satz umfangsmäßig beabstandeter Keilverzahnungen 140. Diese Keilverzahnungen sind zwischen dem Zahnrad 110 und dem Ende der Ausgangswelle, das aus dem Getriebegehäuse 20 vorragt, positioniert. 5 zeigt die zwei Sätze von Keilverzahnungen an der Ausgangswelle, und wie am besten in 6 (a) und (b) zu sehen ist, ist der Durchmesser der Keilverzahnungen, die das Zahnrad stützen, D1, der größer als der Durchmesser D2 der Keilverzahnungen, die den Adapter stützen, ist. Dies gestattet, dass das Zahnrad während des Zusammenbaus leicht ohne jegliche störenden Einwirkungen über den zweiten Satz Keilverzahnungen geführt werden kann.
  • Der zweite Satz Keilverzahnungen kämmt mit entsprechenden Keilverzahnungen an einem Adapter 150. Der Adapter weist einen zylindrischen inneren Teil 160 auf, der mit Keilverzahnungen versehen ist, die mit dem zweiten Satz von Keilverzahnungen 140 an der Ausgangswelle kämmen.
  • Der Adapter 150 weist auch einen zylindrischen äußeren Teil 170 mit einem größeren Durchmesser als der innere Teil und einen Steg 175, der den inneren Teil mit dem äußeren Teil verbindet, auf. Der innere Teil 160, der Steg 175 und der äußere Teil 170 können durch Pressen eines einzigen Metallblechs gebildet werden oder können unter Verwendung einer zusätzlichen Herstellungsmethode einstückig geformt oder gegossen oder gebildet werden.
  • Der äußere Teil 170 des Adapters 150 stützt einen Verriegelungsbund 180. Dieser umfasst einen Ring mit Zähnen, die umfangsmäßig um einen Stützring herum beabstandet sind. Dies ist am besten in 4 zu sehen.
  • Eine vierte Öffnung in dem Getriebegehäuse ist in einem Bereich, der zu dem Verriegelungsbund 180 weist, vorgesehen, und eine Lenkradsperre 190 ist derart an dem Gehäuse fixiert, dass ein beweglicher Verriegelungsteil 200 zu dem Verriegelungsbund 180 weist. Die Lenkradsperre ist zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in der der Verriegelungsteil der Lenkradsperre mit dem Verriegelungsbund in Eingriff steht, und einer eingezogenen Stellung, in der der Teil von dem Verriegelungsbund entfernt gehalten wird, beweglich. Beim Einrücken dringt der bewegliche Teil in einen Raum ein, der zwischen benachbarten Zähnen des Verriegelungsbund ausgebildet ist. Wie gezeigt wird, verläuft diese Bewegung in einer radialen Richtung bezüglich der Drehachse der Ausgangswelle.
  • In dem gezeigten Beispiel ist der Innendurchmesser des Verriegelungsbunds 180 größer als der Außendurchmesser des äußeren Teils des Adapters, und ein optionaler Toleranzring 210 ist in dem Spalt vorgesehen, der zwischen dem äußeren Teil des Adapters und dem Verriegelungsbund gebildet wird. Die drei Teile - der äußere Teil, der Toleranzring und der Verriegelungsbund - sind somit konzentrisch angeordnet. Der Toleranzring umfasst ein ringförmiges Band, das mehrere rhombusförmige erhabene Kontaktelemente 235 auf einer Außenseite aufweist, die mit dem Verriegelungsbund in Eingriff gelangen. Diese sind in 4 zu sehen. Der Toleranzring verhindert im Gebrauch eine relative Drehbewegung des Adapters und des Verriegelungsbunds bis zu einer vorbestimmten Drehmomentgrenze, wonach er Schlupf gestattet. Dieses Merkmal gestattet, dass die Lenkungseingangswelle herum gedrückt wird, wenn ausreichend Drehmoment angelegt wird, ohne irgendwelche dauerhaften Schäden zu verursachen, selbst wenn die Lenkradsperre eingerückt ist.
  • Auch ist, wie am besten in 2 und 4 zu sehen ist, eine Blende oder ein Bund 220 vorgesehen, die bzw. der ein scheibenförmiges Glied umfasst, das durch eine Lippe an einem Ende des Toleranzrings gebildet wird.
  • Diese Blende 220 weist einen äußeren Rand auf, der sich dahingehend nach außen erstreckt, eine im Inneren des Gehäuses ausgebildete Schulter 230 zu überlagern. Die Schulter weist zu dem offenen Ende des Getriebegehäuses, durch das die Ausgangswelle vorragt. Die Blende 210 und der Steg 175 des Adapters 140 stellen eine durchgängige Wand bereit, die jeglichen direkten Bewegungspfad für Öl oder Fett von dem Zahnrad auf die Fläche des Verriegelungsbunds eliminiert. Der einzige Pfad ist der indirekte Pfad um die Schulter und den Rand der Blende herum.
  • Die gezeigte Getriebeanordnung 10 ist leicht zusammenzubauen und ermöglicht auch, dass der Adapter, der Toleranzring und der Verriegelungsbund vormontiert werden und geprüft werden, um zu sehen, ob unter Torsionslasten eine ordnungsgemäße und wiederholbare Leistungsfähigkeit bereitgestellt wird.
  • Eine geeignete Zusammenbaureihenfolge ist wie folgt.
    • Schritt 1: Die Eingangswelle und der Torsionsstab werden in das Getriebegehäuse eingeführt.
    • Schritt 2: Die Ausgangswelle wird auf den Torsionsstab gedrückt, bis sie einen Begrenzungsanschlag erreicht. Sie kann dann von einem in eine Gewindebohrung in dem freien Ende der Ausgangswelle eingeführten Lösewerkzeug etwas zurückgezogen werden, bis die korrekte axiale Ausrichtung der Eingangs- und der Ausgangswelle erreicht ist.
    • Schritt 3: Der Adapter 150, der Toleranzring 210 und der Verriegelungsbund 180 werden zusammengebaut. Dies wird in 4 gezeigt. Sie können zu diesem Zeitpunkt auch geprüft werden.
    • Schritt 4: Das Zahnrad wird auf den ersten Satz Keilverzahnungen an der Ausgangswelle gedrückt. Dies wird in 6 gezeigt.
    • Schritt 5: Der Adapter wird auf den zweiten Satz Keilverzahnungen gedrückt, bis ein Endanschlag erreicht ist, wodurch dafür gesorgt wird, dass der Rand der Blende die Schulter in dem Gehäuse überlagert, jedoch nicht berührt. Dies wird auch in 6 gezeigt.
    • Schritt 6: Die Lenkradsperre wird an dem Getriebegehäuse und dem Motor und der Schnecke fixiert und positioniert.
  • Nach dem Zusammenbau können weitere Tests der Diebstahlschutzleistungsfähigkeit der Anordnung durchgeführt werden. Zur Unterstützung dieser Tests ist der Adapter mit drei Bohrungen 241, 242, 243 in dem Steg 170 versehen, die Verriegelungsstifte 250 eines Verriegelungswerkzeugs aufnehmen können, die verhindern, dass sich der Steg dreht, oder gestatten, dass der Steg herum gedrückt wird, während andere Teile der Anordnung, wie zum Beispiel die Eingangswelle, die Schneckenwelle oder die Lenkradsperre, in Position fixiert sind. Natürlich kann es nur eine Bohrung oder eine beliebige andere Anzahl geben, und anstatt von Bohrungen kann ein anderes Eingriffsmerkmal, das gestattet, dass der Adapter so gehalten wird, dass er sich nicht drehen kann, vorgesehen sein.
  • Ein Verfahren zum Zusammenbauen kann Sichern des Verriegelungsrings und des Übertragungsrings an dem Adapter vor dem Fixieren des Adapters an der Ausgangswelle umfassen.
  • Das Verfahren kann Prüfen des vormontierten Verriegelungsrings, Übertragungsrings und Adapters vor dem Einbau, um sicherzustellen, dass es nationalen oder herstellerspezifischen Diebstahlsicherheitsnormen entspricht, durch Anlegen eines Drehmoments über die gesamte Anordnung hinweg umfassen. 3 zeigt mit Blockpfeilen den Hauptlastpfad durch die Lenkwelle und die Lenkradsperre auf das Getriebegehäuse, wo sie dann auf einen fixierten Teil des Fahrzeugs übertragen wird.

Claims (4)

  1. Getriebeanordnung, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse, eine Ausgangswelle, ein Zahnrad, das zum Eingriff mit einer Schnecke an der Ausgangswelle fixiert ist, eine Eingangswelle, einen Torsionsstab, der die Eingangswelle mit der Ausgangswelle verbindet, einen Elektromotor, eine Schnecke, die drehfest mit dem Rotor verbunden ist und dahingehend mit dem Zahnrad in Eingriff steht, Drehmoment von dem Motor auf die Ausgangswelle zu übertragen, und eine Lenkradsperranordnung, die Folgendes umfasst: einen Adapter mit einem ringförmigen inneren Teil, der auf der Seite der Schnecke, die von der Eingangswelle weg weist, an der Ausgangswelle gesichert wird, einem ringförmigen äußeren Teil, wobei der äußere Teil einen größeren Durchmesser als der innere Teil aufweist, und einem Steg, der den inneren Teil mit dem äußeren Teil verbindet, und einem Verriegelungsbund, der von dem äußeren Teil des Adapters gestützt wird, und eine Lenkradsperre, die an dem Gehäuse fixiert ist und zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in der ein Teil der Lenkradsperre mit dem Verriegelungsbund in Eingriff steht, und einer eingezogenen Stellung, in der der Teil von dem Verriegelungsbund entfernt gehalten wird, beweglich ist.
  2. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, wobei der Adapter einen inneren Teil aufweist, der mit einem Satz Keilverzahnungen versehen ist, die sich radial nach innen zur Mitte des inneren Teils erstrecken und die mit entsprechenden sich nach außen erstreckenden Keilverzahnungen an der Ausgangswelle in Eingriff stehen.
  3. Getriebeanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Zahnrad durch Keilverzahnungen an einem Innendurchmesser des Zahnrads, die mit entsprechenden Keilverzahnungen an der Ausgangswelle in Eingriff stehen, an der Ausgangswelle fixiert ist.
  4. Getriebeanordnung nach Anspruch 3, insofern abhängig von Anspruch 2, wobei der Innendurchmesser der Keilverzahnungen des Zahnrads größer als der Außendurchmesser der Keilverzahnungen an der Ausgangswelle, die den Adapter stützt, ist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114962596A (zh) * 2022-07-27 2022-08-30 四川丹齿精工科技有限公司 一种高装机率的齿轮动力传递结构
US11859706B1 (en) * 2022-08-10 2024-01-02 Textron Innovations Inc. Integrated gearbox lockout device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2785579A (en) * 1954-12-13 1957-03-19 Erickson Tool Co Adjustable gearing
FR2706846B1 (de) * 1993-06-21 1995-10-13 Valeo Electronique
JP3810327B2 (ja) * 2002-02-27 2006-08-16 株式会社ジェイテクト 操舵軸のロック装置
EP2013068B8 (de) * 2006-05-02 2013-08-21 TRW Limited Verbesserungen in getriebeanordnung
JP2012040980A (ja) * 2010-08-20 2012-03-01 Showa Corp 電動パワーステアリング装置
JP5887711B2 (ja) 2010-11-16 2016-03-16 株式会社ジェイテクト ロック装置及び電動パワーステアリング装置
US8715132B2 (en) * 2010-12-31 2014-05-06 Woodward Hrt, Inc. Linear actuator and method of operation thereof
JP2013189063A (ja) 2012-03-13 2013-09-26 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
CN107867317B (zh) * 2016-09-28 2020-10-20 株式会社万都 用于车辆的转向柱
DE102020212774A1 (de) * 2019-10-29 2021-04-29 ZF Steering Systems Poland Sp. z o. o. Getriebeanordnung für ein Fahrzeug

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