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Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf eine Nachstellvorrichtung zum automatischen Nachstellen einer Schnecke an ein Schneckenrad eines Schneckengetriebes für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug, ein elektromechanische Hilfskraftlenkung und ein Verfahren zum Nachstellen einer Schnecke an ein Schneckenrad eines Schneckengetriebes.
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Die
DE 10 2012 103 857 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Andrücken einer Schnecke oder eines Schraubritzels an ein Schneckenrad oder an ein Schraubrad. Die Schnecke wird hierbei in axialer Richtung an das Schneckenrad gedrückt.
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe des vorliegenden Ansatzes eine verbesserte Nachstellvorrichtung zum automatischen Nachstellen einer Schnecke an ein Schneckenrad eines Schneckengetriebes für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug, eine verbesserte elektromechanische Hilfskraftlenkung und ein verbessertes Verfahren zum Nachstellen einer Schnecke an ein Schneckenrad eines Schneckengetriebes zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Nachstellvorrichtung, eine elektromechanische Hilfskraftlenkung und ein Verfahren mit den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst.
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Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass eine Möglichkeit zum automatischen Nachstellen einer Schnecke an ein Schneckenrad geschaffen wird, die unter Verwendung von wenigen Bauteilen stabil funktioniert, sodass die Verzahnungspartner des Schneckengetriebes spielfrei gehalten werden.
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Eine Nachstellvorrichtung zum automatischen Nachstellen einer Schnecke an ein Schneckenrad eines Schneckengetriebes für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug weist eine Feder, ein Führungsgestänge und ein Druckstück auf. Die Feder ist ausgeformt, um auf das Führungsgestänge eine Federkraft auszuüben, um das Führungsgestänge radial zu der Schnecke zu drücken. Das Führungsgestänge ist ausgebildet, um die Federkraft auf das Druckstück zu übertragen. Das mit dem Führungsgestänge verbundene Druckstück ist ausgebildet, um einen Schneckenabschnitt der Schnecke zu kontaktieren, um eine von der Federkraft bewirkte Nachstellkraft auf die Schnecke auszuüben. Weiterhin weist die Nachstellvorrichtung eine Klemmeinrichtung auf, die ausgebildet ist, um ein Rückstellen des Führungsgestänges weg von der Schnecke zu verhindern. Auf diese Weise kann das Führungsgestänge nur in eine Richtung, nämlich zu der Schnecke hin bewegt werden, beispielsweise um einen Verschleiß auszugleichen.
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Die Schnecke kann pendelbar, beispielsweise in einem Pendellager, gelagert sein. Bei der Feder kann es sich um eine Spiralfeder handeln. Die Feder kann zum Ausüben der Federkraft auf das Führungsgestänge in einem gespannten Zustand zwischen einem Gehäuseelement und einem Stift an dem Führungsgestänge eingespannt sein. Das Führungsgestänge kann stabförmig, beispielsweise zylindrisch, ausgeformt sein. Der Stift kann sich senkrecht zu einer Erstreckungsachse des zylindrischen Führungsgestänges von dem Führungsgestänge erstrecken. Die Feder kann um einen dem Druckstück abgewandten Endabschnitt des Führungsgestänges gewunden angeordnet sein und sich an einem Federende an dem Stift und zu einem gegenüberliegenden Federende an dem Gehäuseelement abstützen. Die Schnecke kann wellenförmig ausgeformt sein und/oder einen Gewindeabschnitt mit einem Schneckengewinde zum Verzahnen mit dem Schneckenrad aufweisen. Der Schneckenabschnitt, welcher zum Kontaktieren mit dem Druckstück ausgeformt ist, kann zylindrisch ausgeformt sein und/oder einen Endanschnitt der Schnecke ausformen. Das Führungsgestänge und die Schnecke können senkrecht zueinander verlaufend ausgerichtet sein, sodass beim Nachstellen der Schnecke die Nachstellkraft radial auf den Schneckenabschnitt ausgeübt wird. Die Klemmeinrichtung kann vorteilhafterweise dazu dienen, um einen Verschleiß an dem Druckstück nachzustellen, indem das Rückstellen des Führungsgestänges in eine der Nachstellkraft entgegengesetzte Richtung verhindert wird. Der sich über den Verschleiß einstellende Nachstellweg wird so immer wieder nachgesetzt, ohne sich relativ zu vergrößern, da das Zurücksetzen durch die Klemmeinrichtung am Gestänge verhindert wird. Die hier vorgestellte Nachstellvorrichtung ermöglicht vorteilhafterweise auf einfache Weise ein automatisches radiales Nachstellen der Schnecke an das Schneckenrad unter Verwendung der Federkraft.
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Eine Kontaktfläche des Druckstücks zum Kontaktieren des Schneckenabschnitts kann gebogen ausgeformt ist. So kann das Druckstück eine zylindrische Fläche des Schneckenabschnitts stabil umfassen, etwa innerhalb eines Toleranzbereichs von 20 % Abweichung um 160°.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn das Druckstück gemäß einer Ausführungsform ein elastisches Element zum Koppeln des Druckstücks mit dem Führungsgestänge aufweist. Das elastische Element kann als ein Elastomereinsatz ausgeformt sein, dessen Shore-Härte variabel eingestellt sein kann. Ein solches elastisches Element kann Unrundheiten der Verzahnungspartner elastisch aufnehmen und somit ein Klappern und Klemmen in Betrieb des Schneckengetriebes verhindern. Gemäß einer Ausführungsform kann ein Abschnitt der Kontaktfläche ein solches elastisches Element aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Klemmeinrichtung ausgebildet sein, um ein Ausweichen des Druckstücks und/oder der Schnecke bedingt durch Separationskräfte, die im Betrieb des Schneckengetriebes aus einer Verzahnung zwischen der Schnecke und dem Schneckenrad resultieren, zu verhindern. Eine solche Klemmeinrichtung kann die Federkraft verstärken, sodass die Verzahnungspartner des Schneckengetriebes im Betrieb trotz der Separationskräfte sicher zusammengehalten werden.
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Die Nachstellvorrichtung kann ferner einen Gehäuseabschnitt mit einer Durchgangsöffnung aufweisen, durch die das Führungsgestänge geführt ist. Der Gehäuseabschnitt kann als ein feststehender Gehäuseabschnitt ausgeformt sein und/oder mit dem Gehäuseelement fest verbunden sein. In der Durchgangsöffnung kann das Führungsgestänge stabilisiert werden, sodass beispielsweise ein seitliches Kippen des Führungsgestänges verhindert wird.
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Gemäß einer Ausführungsform kann ein Öffnungsabschnitt der Durchgangsöffnung konisch ausgeformt sein, zumindest ein Keil der Klemmeinrichtung in dem Öffnungsabschnitt angeordnet sein und eine weitere Feder der Klemmeinrichtung zwischen dem Keil und dem Druckstück eingespannt sein. So kann eine praktische Umsetzung einer Klemmeinrichtung erfolgen. Der Öffnungsabschnitt kann gemäß einer Ausführungsform eine schiefe Ebene zur formschlüssigen Aufnahme des Keils aufweisen. Der Öffnungsabschnitt kann hierbei in einem dem Druckstück zugewandten Bereich einen größeren Durchmesser aufweisen als in einem dem Druckstück abgewandten Bereich. Die weitere Feder kann dazu dienen, um eine Position des Keils zu sichern, indem die weitere Feder den Keil in der Durchgangsöffnung zentriert. Die weitere Feder kann eine geringere Federkraft, Federlänge und/oder einen geringeren Federdurchmesser aufweisen als die Feder. Ermöglicht ist so ein Nachstellen der Schnecke über den Federmechanismus im Zusammenhang mit dem Keil-Prinzip, sodass der sich über den Verschleiß einstellende Nachstellweg immer wieder nachgesetzt wird, ohne sich relativ zu vergrößern, da das Zurücksetzen durch die Keilwirkung am Gestänge verhindert wird. So bleibt der elastische Ausgleichsweg der Schnecke auch nach längerem Einsatz und größerem Verschleiß konstant. Angenommen man lässt im Neuzustand einen elastischen Weg von 0,5mm über das Elastomer oder sonst eine Konstruktion zu und dieser Weg würde sich durch Verschleiß am Schneckenrad auf 1 mm vergrößern, dann würde folglich ein Spiel von 1 mm an dem Getriebe vorhanden sein. Durch das Nachsetzen des Gestänges über die Federkraft und das Verhindern der Rückstellung über den Keil am Gestänge, wird der Weg wieder nachgesetzt und das Getriebe hat erneut nur die Möglichkeit um 0,5mm im elastischen Bereich auszuweichen. Durch das Nachsetzen des Gestänges über die Federkraft und das Verhindern der Rückstellung über den Keil, wird der Weg wieder nachgesetzt und das Getriebe hat erneut nur die Möglichkeit um 0,5mm auszuweichen.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Nachstellvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zwei konische Halbschalen aufweist, die den Keil ausformen. Die Halbschalen können so das Führungsgestänge von zwei gegenüberliegenden Seiten einklemmen. Eine auf das Führungsgestänge wirkende Klemmkraft der Halbschalen kann proportional zu der Schneckenseparationskraft und somit selbstverstärkend sein.
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Die zwei Halbschalen können baugleich und/oder einander gegenüberliegend in dem konischen, beispielsweise trichterförmigen, Öffnungsabschnitt angeordnet sein.
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Der Keil kann ferner eine Bohrung aufweisen, durch die das Führungsgestänge geführt ist. Die Bohrung kann zwischen den Halbschalen angeordnet sein, und/oder wobei deren Durchmesser geringfügig kleiner sein kann, als der Durchmesser des Führungsgestänges. So kann eine Klemmkraft auf das Führungsgestänge ausgeübt werden.
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Die Nachstellvorrichtung kann ferner eine Lagereinrichtung mit einem Lagerlangloch aufweisen, in dem der Schneckenabschnitt aufgenommen ist. Das Lagerlangloch kann entsprechend der Wirkrichtung der Federkraft/Nachstellkraft ausgerichtet sein. Ein solches Langloch gewährleistet eine radiale Führung der Schnecke und lässt dabei beispielsweise nur den Freiheitsgrad in Richtung des Schneckenrads zu.
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Gemäß einer Ausführungsform kann die Nachstellvorrichtung auch die Schnecke und/oder das Schneckenrad aufweisen, wobei die Schnecke in einem Pendellager pendelbar gelagert ist. So ist ein umfassendes Gesamtsystem aus Schneckengetriebe und automatischer Nachstellvorrichtung geschaffen.
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Eine elektromechanische Hilfskraftlenkung mit einem Motor und einem Lenkgestänge weist eine den Motor und das Lenkgestänge koppelnde Nachstellvorrichtung auf, die in einer der vorangehend beschriebenen Varianten ausgeformt ist. Eine solche elektromechanische Hilfskraftlenkung ermöglicht ein automatisches Nachstellen der Schnecke eines Schneckengetriebes der Hilfskraftlenkung. Das Lenkgestänge kann somit spielfrei bewegt werden.
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Ein Verfahren zum automatischen Nachstellen einer Schnecke an ein Schneckenrad eines Schneckengetriebes für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug weist einen Schritt des Ausübens, einen Schritt des Übertragens, einen Schritt des Kontaktierens und einen Schritt des Verhinderns auf. Im Schritt des Ausübens wird eine Federkraft einer Feder auf ein Führungsgestänge ausgeübt, um das Führungsgestänge radial zu der Schnecke zu drücken. Im Schritt des Übertragens wird die Federkraft von dem Führungsgestänge auf ein mit dem Führungsgestänge verbundenes Druckstück übertragen. Im Schritt des Kontaktierens wird das Druckstück mit einem Schneckenabschnitt der Schnecke kontaktiert, um eine von der Federkraft bewirkte Nachstellkraft auf die Schnecke auszuüben. Im Schritt des Verhinderns wird ein Rückstellen des Führungsgestänges weg von der Schnecke verhindert.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung der zuvor beschriebenen Nachstellvorrichtung durchführbar sein.
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Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug zu den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Nachstellvorrichtung zum automatischen Nachstellen einer Schnecke an ein Schneckenrad eines Schneckengetriebes für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung einer Lagereinrichtung einer Nachstellvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer elektromechanischen Hilfskraftlenkung mit einer Nachstellvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum automatischen Nachstellen einer Schnecke an ein Schneckenrad eines Schneckengetriebes für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Nachstellvorrichtung 100 zum automatischen Nachstellen einer Schnecke 105 an ein Schneckenrad 110 eines Schneckengetriebes 115 für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Die Nachstellvorrichtung 100 weist eine Feder 120, ein Führungsgestänge 125, ein Druckstück 130 und eine Klemmeinrichtung 133 auf. Die Feder 120 ist ausgeformt, um auf das Führungsgestänge 125 eine Federkraft F1 auszuüben, um das Führungsgestänge 125 radial zu der Schnecke 105 zu drücken. Das Führungsgestänge 125 ist ausgebildet, um die Federkraft F1 auf das Druckstück 130 zu übertragen. Das mit dem Führungsgestänge 125 verbundene Druckstück 130 ist ausgebildet, um einen Schneckenabschnitt 135 der Schnecke 105 zu kontaktieren, um eine von der Federkraft F1 bewirkte Nachstellkraft auf die Schnecke 105 auszuüben. Die Klemmeinrichtung 133 ist ausgebildet, um ein Rückstellen des Führungsgestänges 125 weg von der Schnecke 105 zu verhindern.
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Die Feder 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zum Ausüben der Federkraft F1 auf das Führungsgestänge125 in einem gespannten Zustand zwischen einem Gehäuseelement 140 und einem Stift 145 an dem Führungsgestänge 125 eingespannt. Alternativ zu dem Stift 145 kann auch ein anderes geeignetes Anschlagelement für die Feder 120 verwendet werden. Bei der Feder 120 handelt es sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel um eine Spiralfeder.
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Die Schnecke 105 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel pendelfähig in einem Pendellager 150 gelagert. Die Schnecke 105 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel wellenförmig ausgeformt und/oder weist einen Gewindeabschnitt mit einem Schneckengewinde 155 zum Verzahnen mit dem Schneckenrad 110 auf. Der Schneckenabschnitt 135, welcher zum Kontaktieren mit dem Druckstück 130 ausgeformt ist, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zylindrisch und/oder als ein Endanschnitt der Schnecke 105 ausgeformt. Ein dem Endabschnitt gegenüberliegender Endabschnitt der Schnecke 105 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Motorwelle 160 mit einem Motor 165 gekoppelt.
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Bei Aktivierung des Motors 165 wird die Schnecke 105 um ihre Erstreckungsachse gedreht und dreht das Schneckenrad 110 aufgrund der Verzahnung des Schneckengewindes 155 mit dem Schneckenrad 110. Die Nachstellvorrichtung 100 dient vorteilhafterweise dazu, diese Verzahnung spielfrei zu halten.
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Das Führungsgestänge 125 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel stabförmig, hier zylindrisch, ausgeformt. Der Stift 145 erstreckt sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel senkrecht zu einer Erstreckungsachse des zylindrischen Führungsgestänges 125 zu zumindest zwei Seiten von dem Führungsgestänge 125 weg. Die Feder 120 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel um einen dem Druckstück 130 abgewandten Endabschnitt des Führungsgestänges 125 gewunden angeordnet und stützt sich an einem Federende an dem Stift 145 und einem gegenüberliegenden Federende an dem Gehäuseelement 140 ab. Das Führungsgestänge 125 und die Schnecke 105 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel senkrecht zueinander verlaufend ausgerichtet, sodass beim Nachstellen der Schnecke 105 die Nachstellkraft radial von einer dem Schneckenrad 110 abgewandten Seite der Schnecke 105 auf den Schneckenabschnitt 135 ausgeübt wird.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Kontaktfläche des Druckstücks 130 zum Kontaktieren des Schneckenabschnitts 135 gebogen ausgeformt. So umfasst das Druckstück 130 gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine zylindrische Fläche des Schneckenabschnitts 135 teilweise, beispielsweise innerhalb eines Toleranzbereichs von 20 % Abweichung um 160°. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Krümmung der Kontaktfläche des Druckstücks konkav ausgeformt und an eine Form einer äußeren Oberfläche des Schneckenabschnitts 135 angepasst.
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Das Druckstück 130 umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel ferner ein elastisches Element 170 zum Koppeln des Druckstücks 130 mit dem Führungsgestänge 125. Das elastische Element 170 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein Elastomereinsatz ausgeformt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel lässt sich eine Shore-Härte des elastischen Elements 170 variabel einstellen, beispielsweise durch eine geeignete Materialwahl. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das elastische Element 170 in einer gegenüberliegend zu dem Führungsgestänge 125 angeordneten Aussparung oder Durchgangsöffnung des Druckstücks 130 angeordnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein Abschnitt der Kontaktfläche von dem elastischen Element 170 ausgeformt. Zusätzlich oder alternativ ist gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Verbindungsfläche zwischen einem freien Ende des Führungsgestänges 125 und dem Druckstück 130 durch das elastische Element 170 ausgeformt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Klemmeinrichtung 133 ausgebildet, um ein Ausweichen des Druckstücks 130 und/oder der Schnecke 105 bedingt durch Separationskräfte Fs, die im Betrieb des Schneckengetriebes 115 aus der Verzahnung zwischen der Schnecke 105 und dem Schneckenrad 110 resultieren, zu verhindern.
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Die Nachstellvorrichtung 100 weist ferner gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Gehäuseabschnitt 177 mit einer Durchgangsöffnung 180 auf, durch die das Führungsgestänge 125 geführt ist. Der Gehäuseabschnitt 177 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein feststehender Gehäuseabschnitt ausgeformt und/oder mit dem Gehäuseelement 140 fest verbunden. Der Motor 165 und/oder der Gehäuseabschnitt 177 und/oder das Gehäuseelement 140 sind gemäß einem Ausführungsbeispiel starr an einer Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs befestigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein Öffnungsabschnitt 182 der Durchgangsöffnung 180 konisch ausgeformt, die Nachstellvorrichtung 100 weist zumindest einen in dem Öffnungsabschnitt 182 angeordneten Keil 185 der Klemmeinrichtung 133 und eine weitere Feder 187 der Klemmeinrichtung 133 auf, die zwischen dem Keil 185 und dem Druckstück 130 eingespannt ist. Der Öffnungsabschnitt 182, der Keil 185 und die weitere Feder 187 realisieren gemäß diesem Ausführungsbeispiel die zuvor erwähnte Klemmeinrichtung 133, welche gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Feder 120 und dem Druckstück 130 angeordnet ist. Der Öffnungsabschnitt 182 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine schiefe Ebene auf. Der Öffnungsabschnitt 182 weist in einem dem Druckstück 130 zugewandten Bereich einen größeren Durchmesser auf als in einem dem Druckstück 130 abgewandten Bereich. Die weitere Feder 187 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine geringere Federkraft F2 auf als die Feder 120. Als Keil 185 werden gemäß einem Ausführungsbeispiel zwei konische Halbschalen verwendet. Eine auf das Führungsgestänge 125 wirkende Klemmkraft der Halbschalen ist proportional zu der Schneckenseparationskraft Fs und somit selbstverstärkend. Die zwei Halbschalen sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel einander gegenüberliegend in dem konischen, beispielsweise trichterförmigen, Öffnungsabschnitt 182 angeordnet.
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Die den Keil 185 ausformenden Halbschalen weisen gemäß einemAusführungsbeispiel eine Bohrung 190 auf, durch die das Führungsgestänge 125 geführt ist. Die Bohrung 190 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen den Halbschalen angeordnet. Ein Durchmesser der Bohrung 190 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel geringfügig kleiner als der Durchmesser des Führungsgestänges 125. Dadurch wird das Führungsgestänge 125 in der Bohrung 190 eingeklemmt, wenn der Keil 182 durch die weitere Feder 187 gegen den konisch ausgeformten Öffnungsabschnitt 182 der Durchgangsöffnung 180 des Gehäuseabschnitts 177 gedrückt wird. Diese Klemmung des Führungsgestänges 125 löst sich, während sich das Führungsgestänge 125, beispielsweise zum Verschleißausgleich, in Richtung der Schnecke 105 bewegt. Sobald der Keil 182 wieder gegen den Öffnungsabschnitt 182 gedrückt wird, wird das Führungsgestänge 125 wieder eingeklemmt, sodass sich das Führungsgestänge 125 nicht in die entgegengesetzte Richtung, also weg von der Schnecke 105, bewegen kann.
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Die Nachstellvorrichtung 100 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel weiterhin eine Lagereinrichtung 195 mit einem Lagerlangloch auf, in dem der Schneckenabschnitt 135 aufgenommen ist. Die Lagereinrichtung 195 ist in 2 näher beschrieben.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Nachstellvorrichtung 100 auch die Schnecke 105 und/oder das Schneckenrad 110 auf, wobei die Schnecke 105 in dem Pendellager 150 pendelbar gelagert ist.
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Die hier vorgestellte Nachstellvorrichtung 100 ermöglicht eine automatische Nachstellung eines Schneckengetriebes 115, welches beispielsweise in einer elektromechanischen Hilfskraftlenkung für den Fahrzeugbau einsetzbar ist.
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Ein Ziel der Nachstellvorrichtung 100 ist es, die Verzahnungspartner des Schneckengetriebes 115 über die Lebensdauer spielfrei zu halten und den Verscheiß permanent nachzustellen, sodass nur eine Elastizität zwischen den Verzahnungspartnern erhalten bleibt. Grund dafür sind NVH- (Noise, Vibration, Harshness, „Geräusch, Vibration, Rauigkeit“) und Regelungsanforderungen an das Schneckengetriebe 115.
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Hierzu ist die Schnecke 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel pendelnd um den Motor 165 gelagert und radial in Richtung des Schneckenrads 110 zustellbar. Auf einer gegenüberliegenden Lagerstelle ist gemäß einem Ausführungsbeispiel das in 2 gezeigte Lagerlangloch angeordnet, dass eine radiale Führung der Lagerung gewährleistet und nur einen Freiheitsgrad in Richtung des Schneckenrads 110 zulässt.
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An der Schnecke 105 ist der Schneckenabschnitt 135 in Form eines zylindrischen Absatzes als Auflagerstelle für das Druckstück 130 angeordnet, was die zylindrische Fläche etwa 160° umfasst und die Nachstellkraft in die Schnecke 105 einleitet.
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Dieses Druckstück 130 umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel das elastische Element 170 in Form des Elastomereinsatz, dessen Shore-Härte variabel eingestellt werden kann. Der Elastomereinsatz ist ausgebildet, um Unrundheiten der Verzahnungspartner elastisch aufnehmen und verhindert somit ein Klappern und/oder Klemmen. Der Elastomereinsatz ist hierbei ausgebildet, um Rundlauffehler der Schnecke 105 auszugleichen.
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Das Druckstück 130, das auch als „Yoke“ bezeichnet werden kann, ist mit dem Führungsgestänge 125 verbunden. Das Führungsgestänge 125 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel in dem Gehäuseabschnitt 177 in Form eines feststehenden Gehäuses geführt und wird zusammen mit dem Druckstück 130 durch die Feder 120 in Richtung Schneckenrad 110 gedrückt.
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Durch die Federkraft F1 der Feder 120 wird die Schnecke 105 bei Verschleiß zwischen den Verzahnungspartnern garantiert nachgestellt. Um das Ausweichen des Druckstücks 130 und damit der Schnecke 105, bedingt durch Separationskräfte Fs, die aus der Verzahnung resultieren, zu verhindern, ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Klemmmechanismus durch die Klemmeinrichtung 133 realisiert. Die Klemmeinrichtung 133 besteht gemäß einem Ausführungsbeispiel aus einer konischen Bohrung im Gehäuse, zuvor als Öffnungsabschnitt 182 bezeichnet, und zwei konischen Halbschalen mit einer Bohrung 190 zwischen den Halbschalen, deren Durchmesser geringfügig kleiner ist als der Durchmesser des Führungsgestänges 125.
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Das Führungsgestänge 125 befindet sich gemäß einem Ausführungsbeispiel in der Bohrung 190 zwischen den konischen Halbschalen, die so in dem Gehäuseanschnitt 177 angeordnet sind, dass diese über den Winkel des Konus bei einer Ausweichbewegung der Schnecke 105 mit der Separationskraft Fs geklemmt wird und somit nur in Richtung Schneckenrad 110 frei bewegt werden kann. Die auf das Führungsgestänge 125 wirkende Klemmkraft der Halbschalen ist proportional zu der Schneckenseparationskraft Fs und somit selbstverstärkend. Um die Position der Halbschalen zu sichern, ist die weitere Feder 187 vorgesehen, die die konischen Halbschalen in der Durchgangsöffnung 180 des Gehäuseabschnitts 177 zentriert.
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Die Federkraft F1 der Feder 120 und/oder eine Federlänge und/oder ein Federdurchmesser der Feder 120 sind gemäß einem Ausführungsbeispiel größer als die Federkraft F2 der weiteren Feder 187 und/oder eine Federlänge und/oder ein Federdurchmesser der weiteren Feder 187. Die Federn 120/187 und/oder Federkräfte F1/F2 sind gemäß einem Ausführungsbeispiel sehr klein, da sie nur die Position der klemmenden Halbschalen sicherstellen sollen.
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2 zeigt schematische Darstellung einer Lagereinrichtung 195 einer Nachstellvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von 1 beschriebene Lagereinrichtung 195 der in 1 beschriebenen Nachstellvorrichtung handeln.
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Die Lagereinrichtung 195 ist gegenüber der in 1 gezeigten Darstellung um 90° zum Betrachter gedreht dargestellt, sodass das Lagerlangloch 200 frontal zu sehen ist. Das Lagerlangloch 200 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel entsprechend der Wirkrichtung 205 der Federkraft/Nachstellkraft ausgerichtet. Ein Nachstellen der Schnecke über den Schneckenabschnitt 135 ist somit lediglich in Richtung des Schneckenrads ermöglicht.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 300 mit einer elektromechanischen Hilfskraftlenkung 305 mit einer Nachstellvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die anhand von 1 beschriebene elektromechanische Hilfskraftlenkung 305 und/oder Nachstellvorrichtung 100 handeln.
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Die elektromechanische Hilfskraftlenkung 305 weist den in 1 beschriebenen Motor 165, ein Lenkgestänge 310 und die den Motor 165 und das Lenkgestänge 310 koppelnde Nachstellvorrichtung 100 auf. Das Lenkgestänge 310 verbindet gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwei einer Radachse des Fahrzeugs 300 zugeordnete Fahrzeugräder 315. Dank der Nachstellvorrichtung 100 ist das Lenkgestänge 310 spielfrei beweglich.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum automatischen Nachstellen einer Schnecke an ein Schneckenrad eines Schneckengetriebes für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Verfahren 400 handeln, das unter Verwendung der in einer der vorangegangenen Figuren beschriebenen Nachstellvorrichtung durchführbar ist.
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Das Verfahren 400 weist einen Schritt 405 des Ausübens, eine Schritt 410 des Übertragens, einen Schritt 415 des Kontaktierens und einen Schritt 420 des Verhinderns auf. Im Schritt 405 des Ausübens wird eine Federkraft einer Feder auf ein Führungsgestänge ausgeübt, um das Führungsgestänge radial zu der Schnecke zu drücken. Im Schritt 410 des Übertragens wird die Federkraft von dem Führungsgestänge auf ein mit dem Führungsgestänge verbundenes Druckstück übertragen. Im Schritt 415 des Kontaktierens wird das Druckstück mit einem Schneckenabschnitt der Schnecke kontaktiert, um eine von der Federkraft bewirkte Nachstellkraft auf die Schnecke auszuüben. Im Schritt 420 des Verhinderns wird ein Rückstellen des Führungsgestänges weg von der Schnecke verhindert.
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Bezugszeichenliste
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- F1
- Federkraft der Feder
- F2
- Federkraft der weiteren Feder
- Fs
- Separationskraft
- 100
- Nachstellvorrichtung
- 105
- Schnecke
- 110
- Schneckenrad
- 115
- Schneckengetriebe
- 120
- Feder
- 125
- Führungsgestänge
- 130
- Druckstück
- 133
- Klemmeinrichtung
- 135
- Schneckenabschnitt
- 140
- Gehäuseelement
- 145
- Stift
- 150
- Pendellager
- 155
- Schneckengewinde
- 160
- Motorwelle
- 165
- Motor
- 170
- elastisches Element
- 177
- Gehäuseabschnitt
- 180
- Durchgangsöffnung
- 182
- Öffnungsabschnitt
- 185
- Keil
- 187
- weitere Feder
- 190
- Bohrung
- 195
- Lagereinrichtung
- 200
- Lagerlangloch
- 205
- Wirkrichtung
- 300
- Fahrzeug
- 305
- elektromechanische Hilfskraftlenkung
- 310
- Lenkgestänge
- 315
- Fahrzeugrad
- 400
- Verfahren zum automatischen Nachstellen einer Schnecke an ein Schneckenrad eines Schneckengetriebes für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung für ein Fahrzeug
- 405
- Schritt des Ausübens
- 410
- Schritt des Übertragens
- 415
- Schritt des Kontaktierens
- 420
- Schritt des Verhinderns
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012103857 A1 [0002]
