DE112004000149B4

DE112004000149B4 - Lenk-Hilfsantrieb

Info

Publication number: DE112004000149B4
Application number: DE112004000149.8T
Authority: DE
Inventors: Dieter Heitzer
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2003-01-16
Filing date: 2004-01-14
Publication date: 2018-01-04
Anticipated expiration: 2024-01-15
Also published as: DE20300674U1; WO2004062982A1; DE112004000149A5; US20050247514A1

Abstract

Lenk-Hilfsantrieb (10) für einen Lenkmechanismus (16), mit einem Motor (12), der eine Antriebswelle (18) besitzt, und mit einem Riementrieb (14), mit dem der Motor (12) den Lenkmechanismus (16) antreiben kann, wobei der Motor (12) zur Montage am Riementrieb (14) ein Verbindungselement mit einer Rotationsachse (A) aufweist, und wobei die Antriebswelle (18) aus einem Motorgehäuse (20) des Motors (12) ragt und an ihrem freien Ende mit einer Riemenscheibe (22) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement an einer Flanschhülse (30) ausgebildet ist, die einen Flansch (40) zur Befestigung am Riementrieb (14) aufweist, wobei die Antriebswelle (18) des Motors (12) parallel und versetzt zur Rotationsachse (A) ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lenk-Hilfsantrieb für einen Lenkmechanismus, mit einem Motor, der eine Antriebswelle besitzt, und einem Riementrieb, mit dem der Motor den Lenkmechanismus antreiben kann, wobei der Motor zur Montage am Riementrieb ein Verbindungselement mit einer Rotationsachse aufweist, wobei die Antriebswelle aus einem Motorgehäuse des Motors ragt und an ihrem freien Ende mit einer Riemenscheibe versehen ist.
Lenk-Hilfsantriebe für Kraftfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt.
So zeigt die DE 100 52 275 A1 eine Kraftfahrzeugservolenkung mit einem von einem Fahrer zu betätigenden Lenkrad sowie einem Lenkgetriebe, das durch Verlagerung eines über eine Getriebeeinrichtung anzutreibenden beweglichen Bauelements eine Verschwenkung von lenkbaren Fahrzeugrädern bewirkt. Ein elektrischer Servomotor, der mit einer eine Zahnscheibe tragenden Motorwelle über einen Zahnriemen mit einem zahnscheibenförmigen Eingangsrad der Getriebeeinrichtung und mit dem beweglichen Bauelement antriebsmäßig verbunden ist, soll eine einfache, wartungsfreie und spielfreie Kraftübertragung gewährleisten.
In der DE 297 12 051 U1 ist eine Servolenkeinrichtung offenbart, mit einer Eingangswelle, einer mit der Eingangswelle über ein Torsionselement verbundenen Ausgangswelle, einem Drehmomentsensor, einem Elektromotor und einem Untersetzungsgetriebe, das wenigstens einen Kegelradsatz und einen Stirnradsatz umfasst. Ein Anschlussflansch der Servolenkvorrichtung weist im Bereich der Stirnfläche des Elektromotors einen kreisförmigen Gehäusesitz auf, der relativ zur Motorwelle exzentrisch angeordnet ist, sodass ein Getriebespiel eingestellt oder nachgestellt werden kann.
Ein gattungsgemäßer Lenk-Hilfsantrieb ist beispielsweise in der WO 01/15959 A1 beschrieben. Dieser Lenkmechanismus ist mit einer axial verschiebbaren Zahnstange ausgestattet und erhält Lenkkraftunterstützung von einem elektronisch gesteuerten Elektromotor, welcher über einen Riementrieb auf die Zahnstange wirkt. Der Riementrieb besitzt ein Gehäuse, an welchem der Elektromotor angeflanscht ist, so dass die Antriebswelle des Motors in das Gehäuse des Riementriebes ragt. Dabei sitzt am Ende der Antriebswelle eine Riemenscheibe, in welche der Riemen des Riementriebes geführt ist. Für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb des Lenk-Hilfsantriebs ist es wünschenswert, die Riemenspannung einstellen zu können.
Zu diesem Zweck ist bei einem Lenkhilfsantrieb der eingangs genannten Art vorgesehen, dass das Verbindungselement an einer Flanschhülse ausgebildet ist, die einen Flansch zur Befestigung am Riementrieb aufweist, wobei die Antriebswelle des Motors parallel und versetzt zur Rotationsachse des Verbindungselements angeordnet ist. Der Motor kann somit bei der Montage um die Rotationsachse des Verbindungselementes gedreht werden, wobei die Antriebswelle des Motors verschwenkt wird und damit ihren Abstand zum Lenkmechanismus verändert. Damit kann in einfacher Weise die Riemenspannung variiert werden und anschließend durch Fixieren des Motors in der erreichten Schwenkposition festgelegt werden.
Weitere Ausführungsformen und deren Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform genauer beschrieben. Dabei wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen zeigt:
1 einen Querschnitt durch einen Lenk-Hilfsantrieb und einem Teil eines damit angetriebenen Lenkmechanismus;
2 eine perspektivische Ansicht einer Flanschhülse des Lenk-Hilfsantriebes aus 1;
3 eine Ansicht der Flanschhülse aus 2 in der in 1 durch III markierten Richtung;
4 eine Seitenansicht eines Teils der Flanschhülse aus 2;
5 einen Querschnitt durch die Flanschhülse aus 2 entlang der Linie V in 1;
6 einen Querschnitt durch die Flanschhülse aus 2 entlang der Linie V in 1 in entgegengesetzter Richtung;
7 eine Ansicht des Gehäuses des Lenk-Hilfsantriebs aus 1 in der in 1 durch VI markierten Richtung;
8 eine Ansicht eines Gehäuseteiles des Lenk-Hilfsantriebs aus 1 in der in 1 durch VIII markierten Richtung; und
9 einen Querschnitt durch den Lenk-Hilfsantrieb aus 1 in der in 1 durch IX markierten Richtung.
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Lenk-Hilfsantrieb 10 mit einem Motor 12 und einem Riementrieb 14 im Querschnitt dargestellt. Der Hilfsantrieb 10 dient zur Lenkkraftunterstützung für einen Lenkmechanismus 16, der in 1 nur teilweise dargestellt ist, da die Funktion des Lenkmechanismus an sich aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt ist.
Der Motor 12 weist in der dargestellten Ausführungsform einen Elektromotor 26 mit einer Antriebswelle 18 auf, der in einem Motorgehäuse 20 untergebracht ist. Die Antriebswelle 18 ragt aus dem Motorgehäuse 20 und ist an ihrem freien Ende mit einer kleinen Riemenscheibe 22 versehen. Das Motorgehäuse 20 besteht aus einer zylindrischen, mit der Antriebswelle 18 konzentrischen Haube 28, die abtriebsseitig mit einem Gehäuseflansch 24 versehen ist, und aus einer Flanschhülse 30, die das abtriebsseitig herausragende Ende der Antriebswelle 18 umgibt. Dabei erstreckt sich die Flanschhülse 30 soweit, dass sie die kleine Riemenscheibe 22 freilässt. Der Haube 28 zugewandt weist die Flanschhülse 30 einen Motorflansch 32 auf, mit dem sie am Gehäuseflansch 24 befestigt ist. Dabei umfasst der Motorflansch 32 eine in der Flanschhülse 30 ausgebildete, becherförmige Motorlagerung 34, die den Elektromotor 26 passgenau aufnehmen kann. Die Flanschhülse 30 ist mit einer zentralen, durchgehenden Bohrung 36 für die Antriebswelle 18 versehen. Dabei ist die Antriebswelle 18 vorzugsweise mittels zwei Wellenlager 38, die sich in der Bohrung 36 abstützen, in der Flanschhülse 30 gelagert.
An ihrem der Haube 28 abgewandten, abtriebsseitigen Ende ist die Flanschhülse 30 mit einem Abtriebsflansch 40 versehen, der eine Flanschebene 42 senkrecht zur Antriebswelle 18 definiert. Ein rotationssymmetrisches Verbindungselement in Form eines ringförmigen Kragens 44 mit einer Rotationsachse A erstreckt sich senkrecht von der Flanschebene 42. Der Kragen 44 ist so angeordnet, dass die Antriebswelle 18 des Motors 12 parallel und versetzt zur Rotationsachse A ist. D. h. der Kragen 44 ist exzentrisch zur Antriebswelle 18. Der Kragen 44 kann vorzugsweise mit einer umlaufenden Nut 45 zur Aufnahme einer Dichtung versehen sein. In dem Abtriebsflansch 40 sind weiterhin bogenförmige Langlöcher 46 ausgebildet, die auf Kreisbogen um die Rotationsachse A angeordnet sind.
Der Riementrieb 14 weist ein Riemengehäuse 50 auf, welches einen Antriebsriemen 52 umschließt und aus einer ersten Gehäuseschale 50a und einer zweiten Gehäuseschale 50b besteht. Der Antriebsriemen 52 umschlingt einerseits die kleine Riemenscheibe 22 und andererseits eine große Riemenscheibe 54. Die große Riemenscheibe 54 ist mit einer Kugelumlaufmutter 48 verbunden, welche auf einem Spindelabschnitt 56 der Zahnstange 58 des Lenkmechanismus 16 läuft, wobei in 1 nur ein Abschnitt der Zahnstange 58 dargestellt ist. Die Kugelumlaufmutter 48 setzt die durch den Riementrieb 14 vom Motor 12 übertragene Drehbewegung in eine Axialverschiebung der Zahnstange 58 um, wie es aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt ist. Wie in 1 ebenfalls angedeutet ist, ist die Zahnstange 58 zu beiden Seiten des Riemengehäuses 50 von Schutzhülsen 60 umgeben, die am Riemengehäuse 50, beispielsweise mittels Schrauben 62 befestigt sind.
Im Bereich der kleinen Riemenscheibe 22 ist das Riemengehäuse 50, genauer die zweite Gehäuseschale 50b mit einer Antriebsöffnung 64 versehen, in welcher der Kragen 44 drehbar um die Rotationsachse A aufgenommen ist. Die Antriebsöffnung 64 ist vorteilhafterweise zylindrisch ausgebildet, wobei ihr Durchmesser so angepasst ist, dass der Kragen 44 darin passgenau drehbar ist.
Infolge der exzentrischen Anordnung des Kragens 44 bezüglich der Antriebswelle 18 verändert sich bei einer Verdrehung der Flanschhülse 30 in der Antriebsöffnung 64 die Rotationsachse A, der Abstand d zwischen der Antriebswelle 18 und der Achse der Zahnstange 58. Somit lässt sich in vorteilhafter Weise bei der Montage des Motors 12 am Riemengehäuse 50 durch einfaches Verdrehen der Flanschhülse 30 die Spannung des Antriebsriemens 52 einstellen. Ist die gewünschte Riemenspannung erreicht, so kann die Drehposition der Flanschhülse 30 fixiert werden, indem diese beispielsweise mit ihrem Abtriebsflansch 40 am Riemengehäuse 50 angeschraubt wird. Die bogenförmig gestalteten Langlöcher 46 im Abtriebsflansch 40 ermöglichen vorteilhafterweise eine Fixierung der Flanschhülse 30 in einem weiten stufenlosen Verstellbereich.
In der ersten Gehäuseschale 50a ist gegenüberliegend der Antriebsöffnung 64 der zweiten Gehäuseschale 50b eine Wartungsöffnung 66 ausgebildet, durch welche das freie Ende der Antriebswelle 18 zugänglich ist. Die Wartungsöffnung 66 ist mit einer Abdeckkappe 68 verschlossen.
Selbstverständlich sind auch andere Gestaltungsformen für das Verbindungselement und die Antriebsöffnung 64 denkbar, die eine Drehung des Motors 12 um die Rotationsachse A erlauben. Beispielsweise wäre eine polygonförmige Antriebsöffnung im Riemengehäuse oder die Gestaltung des Verbindungselements als Bogensegmente denkbar.
Die Erfindung ermöglicht es somit, die Riemenspannung in einfacher Weise bei der Montage des Hilfsantriebs umzustellen. Damit können beispielsweise Toleranzen der Antriebsriemen ausgeglichen werden. Die Einstellung einer definierten Riemenspannung kann einen wartungs- und störungsfreien Betrieb des Hilfsantriebs über die gesamte Lebensdauer gewährleisten.

Claims

Lenk-Hilfsantrieb (10) für einen Lenkmechanismus (16), mit einem Motor (12), der eine Antriebswelle (18) besitzt, und mit einem Riementrieb (14), mit dem der Motor (12) den Lenkmechanismus (16) antreiben kann, wobei der Motor (12) zur Montage am Riementrieb (14) ein Verbindungselement mit einer Rotationsachse (A) aufweist, und wobei die Antriebswelle (18) aus einem Motorgehäuse (20) des Motors (12) ragt und an ihrem freien Ende mit einer Riemenscheibe (22) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement an einer Flanschhülse (30) ausgebildet ist, die einen Flansch (40) zur Befestigung am Riementrieb (14) aufweist, wobei die Antriebswelle (18) des Motors (12) parallel und versetzt zur Rotationsachse (A) ist.
Lenk-Hilfsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement als ringförmiger Kragen (44) ausgebildet ist, der in einer Ausnehmung (64) am Riementrieb (14) um die Rotationsachse (A) drehbar aufgenommen ist.
Lenk-Hilfsantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (40) bezüglich der Rotationsachse (A) bogenförmige Langlöcher (46) aufweist.
Lenk-Hilfsantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschhülse (30) lösbar an dem Motor (12) befestigt ist.