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Die Erfindung betrifft ein Servogetriebe für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Elektrische, hydraulische oder elektrohydraulische Lenkunterstützungen, insbesondere für Nutzfahrzeuge, weisen in der Regel eine Getriebeeingangswelle und eine Getriebeausgangswelle auf. Diese Servolenkungen wandeln eine Rotationsbewegung einer Lenkspindel in eine Linearbewegung, die beispielsweise elektrisch verstärkt werden kann. Die Getriebeeingangswelle ist hierbei an einem ersten axialen Endabschnitt mit der Lenkspindel verbindbar und an einem zweiten axialen Endabschnitt mit der Getriebeausgangswelle verbunden.
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Die elektrische Unterstützungseinheit, die so genannte SCU bzw. Lenkungssteuereinheit, weist zwei Komponenten, einen Elektromotor und eine ECU bzw. elektronische Steuereinheit auf. Die Lenkungssteuereinheit stellt hierbei ein Unterstützungsdrehmoment bereit.
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Die Lenkungssteuereinheit kann parallel oder in einem Winkel zur Achse des Lenkgetriebes eingebaut sein. Im Falle des achsparallelen Einbaus der Lenkungssteuereinheit überträgt diese ein Drehmoment des Elektromotors über eine Zahnscheibe und einen Riemen auf eine Lenkmutter.
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Die Lenkmutter wandelt die Drehbewegung über die Verbindung Kugelmutter - Zahnstange in eine Translationsbewegung um. Diese Verbindung überträgt die Rotationsbewegung in eine lineare Bewegung, die über die Spurstangen die Räder dreht.
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Die Verbindung zwischen der Lenkungssteuereinheit, dem Getriebegehäuse und der Getriebegehäuseabdeckung wird durch Verbindungsschrauben hergestellt.
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Auf der Motor A-Seite bzw. Stirnseite sind hierfür Gewindebohrungen zur Aufnahme der Verbindungsschrauben ausgebildet. Die Funktion dieser Verbindung ist es, die Lenkungssteuereinheit mit der Getriebegehäuseabdeckung zu verbinden und in Position zu halten, verschiedenen Lastfällen standzuhalten und gegen Umwelteinflüsse resistent zu sein. Die Verbindung weist ferner die Funktion auf, eine Aufrechterhaltung der Riemenspannung bereitzustellen.
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Die Ausrichtung der Lenkungssteuereinheit ist von Anwendung zu Anwendung unterschiedlich. Beispielsweise sind unterschiedliche Schraubverbindungen auf der Motor A-Seite von Linkslenker- und Rechtslenkerfahrzeugen erforderlich. Jede Variante weist somit eine andere Winkelausrichtung in der Lenkgetriebebaugruppe auf, was bedeutet, dass alle Varianten validiert werden müssen. Die unterschiedlichen Schraubverbindungen könnten ferner zu Missverständnissen beim Zusammenbau der Komponenten führen.
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Die Lenkungssteuereinheit muss ferner in eine jeweilige Fahrzeugumgebung passen, so dass die Lenkungssteuereinheit entsprechend positioniert werden muss. In einigen Fällen verursacht die Ausrichtung der Lenkungssteuereinheit Schwierigkeiten bei der Realisierung der richtigen Schraubpositionen, in vielen Fällen müssen neue Designlösungen außerhalb der Standardlösungen realisiert werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Servogetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs vorzusehen, welches eine flexible Positionierung bzw. Ausrichtbarkeit der Lenkungssteuereinheit relativ zum Getriebegehäuse des Lenksystems ermöglicht.
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Die Aufgabe wird mit einem Servogetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Servogetriebe für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, wobei das Servogetriebe zu einer Zahnstange des elektromechanischen Lenksystems achsparallel angeordnet ist.
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Das Servogetriebe umfasst eine Lenkungssteuereinheit, welche einen Elektromotor und eine elektronische Steuereinheit aufweist. Das Servogetriebe umfasst ferner ein Getriebegehäuse und eine mit einer Stirnseite des Elektromotors und des Getriebegehäuses durch eine Schraubverbindung verbundene Getriebegehäuseabdeckung.
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Die Getriebegehäuseabdeckung weist eine Mehrzahl von Langlöchern auf, durch welche Befestigungsschrauben in an der Stirnseite des Elektromotors ausgebildete Aufnahmen bzw. Gewindebohrungen eingefügt sind. Die Langlöcher sind ferner dazu ausgebildet, eine Drehlage der Lenkungssteuereinheit zur Getriebegehäuseabdeckung in Abhängigkeit einer Position der Befestigungsschrauben in den Langlöchern zu variieren.
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Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, durch Vorsehen der bogenförmigen Langlöcher, durch welche Befestigungsschrauben in an der Stirnseite des Elektromotors ausgebildete Aufnahmen eingefügt sind, eine verbesserte Flexibilität einer Drehlage der Lenkungssteuereinheit zu erreichen. Somit kann in vorteilhafter Weise ein an jeweilige Anforderungen angepasster Einbau mit entsprechender Positionierung der Lenkungssteuereinheit gewährleistet werden.
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Das Vorsehen der Langlöcher weist ferner keinerlei Einfluss auf den Riemenspannprozess auf. Des Weiteren besteht aufgrund der verbesserten Flexibilität die Möglichkeit der Standardisierung des Designs von Lenkgetriebegehäuse und Lenkgetriebeabdeckung. Zur Implementierung der Lösung sind ferner keine strengen Toleranzen erforderlich.
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Die Getriebegehäuseabdeckung ist nicht an die Ausrichtung der Lenkungssteuereinheit gebunden. Die Langlöcher ermöglichen ferner eine schnelle und einfache Montage der Lenkungssteuereinheit. Es ist hierbei kein zusätzlicher Montageprozess erforderlich.
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Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von, insbesondere drei, in der Getriebegehäuseabdeckung ausgebildeten Langlöchern bogenförmig, insbesondere teilkreisförmig, ausgebildet ist, wobei jedes der Langlöcher einen Winkelbereich von im Wesentlichen 90° aufweist. Die Bogenform ermöglicht somit in vorteilhafter Weise eine platzsparende Anordnung.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von Langlöchern einen kombinierten Verstellbereich der Lenkungssteuereinheit relativ zur Getriebegehäuseabdeckung von im Wesentlichen 270° aufweist.
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Die Lenkungssteuereinheit somit kann in einem Bereich von bis zu 270° gedreht werden. Innerhalb jedes Schlitzes kann die Befestigungsschraube in einem Bereich von 90° ausgerichtet werden und die „Startposition“ der Lenkungssteuereinheit ist optional. Der mögliche Drehbereich ergibt sich somit aus der Summe der einzelnen Drehbereiche der Langlöcher.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von in der Getriebegehäuseabdeckung angeordneten Langlöchern benachbart zu einer Außenkontur des Elektromotors der Lenkungssteuereinheit angeordnet ist. Somit passt sich die Form der Langlöcher in vorteilhafter Weise an die zumindest abschnittsweise ringförmige Kontur der Getriebegehäuseabdeckung an.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein jeweiliger Schraubkopf der Mehrzahl von Befestigungsschrauben einen größeren Durchmesser als eine Lochbreite des jeweiligen Langlochs aufweist, und wobei zwischen dem Schraubkopf der jeweiligen Befestigungsschraube und einer Oberfläche der Getriebegehäuseabdeckung eine Unterlegscheibe angeordnet ist.
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Somit dient die Oberfläche der Getriebegehäuseabdeckung dazu, die Schraubköpfe der Befestigungsschrauben an diese anzupressen und den Elektromotor somit sicher an der Getriebegehäuseabdeckung zu befestigen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass auf einer dem Elektromotor zugewandten Seite der Getriebegehäuseabdeckung eine kreisförmige Nut ausgebildet ist, in welche eine Dichtung, insbesondere ein O-Ring, eingefügt ist. Somit kann vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass eine mediendichte Anlage der Lenkungssteuereinheit an der Getriebegehäuseabdeckung gewährleistet ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Bogenradius der in der Getriebegehäuseabdeckung angeordneten Langlöcher im Wesentlichen einem Radius eines Gehäuses des Elektromotors der Lenkungssteuereinheit entspricht. Damit kann ermöglicht werden, dass die Getriebegehäuseabdeckung eine Bauraumvorgabe für die entsprechende Einbausituation erfüllt, da diese nicht über die radialen Abmessungen der Lenkungssteuereinheit hinaustritt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Position der jeweiligen Befestigungsschraube in dem Langloch dazu ausgebildet ist, eine Rotationslage der Lenkungssteuereinheit zum Getriebegehäuse und/oder der Getriebegehäuseabdeckung zu bestimmen. Dadurch kann innerhalb eines Positionierungsbereiches der Befestigungsschrauben an der stirnseitigen Oberfläche der Langlöcher eine entsprechende Auswahl hinsichtlich der Anordnung der Befestigungsschrauben getroffen werden, was eine flexible Drehlage des Lenkungssteuergerätes ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass jedes der Langlöcher eine identische Form aufweist, und wobei die Langlöcher in gleichmäßigen Winkelabständen um einen Umfang des Elektromotors der Lenkungssteuereinheit herum angeordnet sind. Dies ermöglicht eine sichere Befestigung des Lenkungssteuergerätes an der Getriebegehäuseabdeckung.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Langlöcher einen gleichen Lochkreisdurchmesser als eine A-Seite des Elektromotors aufweisen. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Fixierung des Lenkungssteuergerätes in einer richtigen Position einfach realisiert werden.
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Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
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Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.
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Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Servogetriebes für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine weitere perspektivische Darstellung des Servogetriebes für das elektromechanische Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
- 3 eine vergrößerte Detailansicht einer Getriebegehäuseabdeckung des Servogetriebes für das elektromechanische Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Das in 1 gezeigte Servogetriebe 10 für ein elektromechanisches Lenksystem eines Kraftfahrzeugs ist zu einer Zahnstange 12 des elektromechanischen Lenksystems achsparallel angeordnet.
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Das Servogetriebe 10 umfasst eine Lenkungssteuereinheit 14, welche einen Elektromotor 16 und eine elektronische Steuereinheit 18 aufweist. Des Weiteren umfasst das Servogetriebe 10 ein Getriebegehäuse 20 und eine mit einer Stirnseite 16a des Elektromotors 16 und des Getriebegehäuses 20 durch eine Schraubverbindung verbundene Getriebegehäuseabdeckung 22.
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Die Getriebegehäuseabdeckung 22 weist eine Mehrzahl von Langlöchern 24a, 24b, 24c auf, durch welche Befestigungsschrauben 26a, 26b, 26c in an der Stirnseite 16a des Elektromotors 16 ausgebildete Aufnahmen eingefügt sind. Die Langlöcher 24a, 24b, 24c sind dazu ausgebildet, eine Drehlage der Lenkungssteuereinheit 14 zur Getriebegehäuseabdeckung 22 in Abhängigkeit einer Position der Befestigungsschrauben 26a, 26b, 26c in den Langlöchern 24a, 24b, 24c zu variieren.
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In 1 ist ein erstes Langloch 24a, ein zweites Langloch 24b und ein drittes Langloch 24c dargestellt. In das erste Langloch 24a ist dabei eine erste Befestigungsschraube 26a eingefügt. In das zweite Langloch 24b ist eine zweite Befestigungsschraube 26b eingefügt und in das dritte Langloch 24c ist eine dritte Befestigungsschraube 26c eingefügt.
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Die Mehrzahl von in der Getriebegehäuseabdeckung 22 angeordneten Langlöchern 24a, 24b, 24c ist benachbart zu einer Außenkontur des Elektromotors 16 der Lenkungssteuereinheit angeordnet.
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Ein jeweiliger Schraubkopf 26a1, 26b1, 26c1 der Mehrzahl von Befestigungsschrauben 26a, 26b, 26c weist des Weiteren einen größeren Durchmesser als eine Lochbreite des jeweiligen Langlochs 24a, 24b, 24c auf. Zwischen dem Schraubkopf 26a1, 26b1, 26c1 der jeweiligen Befestigungsschraube 26a, 26b, 26c und einer Oberfläche der Getriebegehäuseabdeckung 22 ist ferner eine in 1 nicht gezeigte Unterlegscheibe angeordnet.
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Ein Bogenradius der in der Getriebegehäuseabdeckung 22 angeordneten Langlöcher 24a, 24b, 24c entspricht im Wesentlichen einem Radius eines Gehäuses des Elektromotors 16 der Lenkungssteuereinheit 14. Eine Position der jeweiligen Befestigungsschraube 26a, 26b, 26c in dem Langloch 24a, 24b, 24c ist darüber hinaus dazu ausgebildet, eine Rotationslage der Lenkungssteuereinheit 14 zum Getriebegehäuse 20 und/oder der Getriebegehäuseabdeckung 22 zu bestimmen.
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Jedes der Langlöcher 24a, 24b, 24c weist eine identische Form auf. Die Langlöcher 24a, 24b, 24c sind ferner in gleichmäßigen Winkelabständen um einen Umfang des Elektromotors 16 der Lenkungssteuereinheit 14 herum angeordnet. Die Langlöcher 24a, 24b, 24c weisen des Weiteren einen gleichen Lochkreisdurchmesser als eine A-Seite des Elektromotors 16 auf.
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2 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung des Servogetriebes für das elektromechanische Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Auf einer dem Elektromotor 16 zugewandten Seite der Getriebegehäuseabdeckung 22 ist hierbei eine kreisförmige Nut 28 ausgebildet, in welche eine Dichtung 30, insbesondere ein O-Ring, eingefügt ist.
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In 2 ist ferner die Befestigungsschraube 26a in das zweite Langloch 24b eingefügt, um eine von 1 abweichende Drehlage der Lenkungssteuereinheit 14 darzustellen.
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3 zeigt eine vergrößerte Detailansicht einer Getriebegehäuseabdeckung des Servogetriebes für das elektromechanische Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Die Mehrzahl von, insbesondere drei, in der Getriebegehäuseabdeckung 22 ausgebildeten Langlöchern 24a, 24b, 24c ist bogenförmig, insbesondere teilkreisförmig, ausgebildet. Jedes der Langlöcher 24a, 24b, 24c weist dabei einen Winkelbereich von im Wesentlichen 90° auf.
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Die Mehrzahl von Langlöchern 24a, 24b, 24c weist somit einen kombinierten Verstellbereich VB der Lenkungssteuereinheit 14 relativ zur Getriebegehäuseabdeckung 22 von im Wesentlichen 270° auf.
