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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkvorrichtung,
bei der ein Motor als Quelle für
eine Lenkunterstützungskraft
verwendet wird.
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Das
Lenken eines Kraftfahrzeugs erfolgt durch Übertragen eines Drehvorgangs
an einem Lenkrad in einem Kraftfahrzeugraum auf einen außerhalb
des Kraftfahrzeugraums angebrachten Lenkmechanismus zum Lenken der
Räder (generell
der Vorderräder)
zu Lenkzwecken.
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1 zeigt
eine Schnittansicht einer dem Stand der Technik entsprechenden Servolenkvorrichtung,
und 2 zeigt eine Schnittansicht eines Untersetzungsmechanismus
und eines Teils des Motors.
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Gemäß 1 weist
die elektrische Servolenkvorrichtung für das Kraftfahrzeug auf: eine
mit einem Lenkrad 101 verbundene erste Lenkwelle 102, einen
Drehmomentsensor 105 zum Detektieren eines Lenkmoments
anhand einer Relativverschiebung zwischen der ersten Lenkwelle 102 und
einer über
eine Torsionsstange 103 in Drehrichtung mit der ersten
Lenkwelle 102 verbundenen zweiten Lenkwelle 104,
und den Untersetzungsmechanismus 109 mit einer Schnecke 107 und
einem Schneckenrad 108 zum Erhöhen der Drehkraft eines Lenkunterstützungsmotors 106,
der auf der Basis eines Detektionsergebnisses des Drehmomentsensors 105 angetrieben
wird, und zum Übertragen
der Drehkraft auf die zweite Lenkwelle 104. Mit dem oben
beschriebenen Aufbau unterstützt
die elektrische Servolenkvorrichtung die Arbeit des Lenkmechanismus
entsprechend der Drehung des Lenkrads 101 durch Drehen des
Motors 106 zwecks Verringerung der Anstrengung und Belastung
eines Fahrers beim Lenken.
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Einander
gegenüberliegende
Enden der Schneckewelle 110, die mit der Schnecke 107 versehen
ist, und der zweiten Lenkwelle 104, die in Wellenlängsrichtung
mit dem Schneckenrad 108 versehen ist, sind jeweils in
Lagern 111,112, und 113,114 gelagert,
und es werden Bewegungen der Wellen in diametraler Richtung und
Wellenlängsrichtung
verhindert.
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Wenn
die Schnecke 107 und das Schneckenrad 108 wie
oben beschrieben verwendet werden, wird eine Distanz zwischen den
Drehmittelpunkten der Schneckenwelle 110 und des Schneckenrads 108 bei
der Montage voreingestellt. Bei dieser Voreinstellung bewirken Dimensionsfehler
bei der Schnecke 107, der Schneckenwelle 110,
den Lagern 111 und 112 zum Lagern der Schneckenwelle 110, dem
Schneckenrad 108, der zweiten Lenkwelle 104 zum
Lagern des Schneckenrads 108u. dgl. Abweichungen in der
Distanz zwischen den Drehmittelpunkten, es tritt nach der Montage
ein Schlupf auf, und es sind aufgrund des Schlupfes Geräusche im Kraftfahrzeugraum
zu hören.
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Der
Kämm-Zustand
verändert
sich mit der Zeit, da Zähne
der Schnecke 107 und das Schneckenrad 108 durch
das Lenken verschlissen werden oder da sich das aus Kunstharz gefertigte
Schneckenrad 108 bei niedrigen Temperaturen im Winter u. dgl.
zusammenzieht, und das Auftreten von Schlupf unvermeidlich ist.
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Zum
Reduzieren von Abweichungen in der Distanz zwischen den Drehmittelpunkten
bei der Montage ist es erforderlich, Teile, wie z. B. die Schneckenwelle 110,
die Lager 111 bis 114, das Schneckenrad 108 und
die zweite Lenkwelle 104 mit kleinen Dimensionsfehlern
zu bearbeiten, die Dimensionen sämtlicher
Teile zu messen, die entsprechenden Teile anhand der gemessenen
Dimensionen auszuwählen
und die Teile zu montieren. Dadurch steigen die Bearbeitungs- und
Montagekosten sowie die Kosten für
die gesamte elektrische Servolenkvorrichtung. Da die Bewegungen
der montierten Schneckenwelle 110 und des montierten Schneckenrads 108 in
Richtungen, die die Drehmittelpunkte schneiden, verhindert werden,
kann ferner die Distanz zwischen den Drehmittelpunkten nicht eingestellt
werden und kann der Schlupf nicht eingestellt werden, wenn sich
der Kämm-Zustand
mit der Zeit verändert.
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In
WO 99/11502, die dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht, ist
eine elektrische Servolenkvorrichtung mit einem Schneckengetriebe
beschrieben. Die Drehkraft eines Drehunterstützungsmotors wird auf eine
eine Schnecke aufweisende Schneckenwelle übertragen. Die Schneckenwelle
ist über zwei
Lager drehbar in einem Getriebegehäuse gelagert, in die jeweils
einander gegenüberliegende
Enden und Teile der Schneckenwelle eingesetzt sind. Die Schnecke
kämmt mit
dem Schneckenrad, das mit einer Lenkwelle verbunden ist. Diese Vorrichtung weist
ein Lagergehäuse
mit einem Halteloch auf, in dem eines der Lager eingesetzt und gehalten
ist. Das Halteloch ist relativ zu dem Lagergehäuse derart exzentrisch, dass
durch Drehen des Lagergehäuses das
Lager in Richtung des Schneckenrads dezentriert wird.
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KURZER ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische
Servolenkvorrichtung bereitzustellen, bei der das Problem von Distanzfehlern zwischen
den Drehmittelpunkten reduziert ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt mit einer elektrischen Servolenkvorrichtung
nach Anspruch 1.
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Bei
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform
zum Übertragen
einer Drehkraft eines Lenkunterstützungsmotors auf eine Schneckenwelle,
die eine Schnecke aufweist und über
ein Lager drehbar in einem Getriebegehäuse gelagert ist, und auf eine
Lenkwelle mit einem Schneckenrad, das mit der Schnecke kämmt, und
zur Lenkunterstützung weist
die Vorrichtung auf: ein Lagergehäuse mit einem Halteloch, in
dem das Lager eingesetzt und gehalten ist, und einen Mechanismus
zum Dezentrieren des Lagers in Richtung des Schneckenrads.
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Bei
der ersten Ausführungsform
ist es möglich,
da sich das Lager, in das die Schneckenwelle eingesetzt ist, in
Richtung des Schneckenrads bewegen kann, die Distanz zwischen Drehmittelpunkten der
Schneckenwelle und dem Schneckenrad auf einfache Weise einzustellen,
ohne dass dieser Vorgang durch Dimensionsfehler von Teilen, wie
z. B. der Schneckenwelle, beeinflusst wird, und die Bearbeitungs-
und Montagekosten von Teilen im Vergleich zu dem oben beschriebenen
Stand der Technik zu reduzieren. Ferner ist es möglich, da das Lagergehäuse den
Dezentriermechanismus aufweist, auf einfache Weise den Dezentriermechanismus
bereitzustellen. Da das Lager in einem Zustand dezentriert sein
kann, in dem das Lager in dem Halteloch des Lagergehäuses eingesetzt
und gehalten ist, kann die Distanz zwischen den Drehmittelpunkten
zufriedenstellend eingestellt werden, wenn sich der Kämm-Zustand
der Schnecke und des Schneckenrads mit der Zeit aufgrund von wachsendem
Verschleiß der
Zähne der Schnecke
und des Schneckenrads oder Zusammenziehen des Schneckenrads aus
Kunstharz wegen niedriger Temperaturen im Winter u. dgl. verändert.
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Bei
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
ist der Dezentriermechanismus derart mit einer Neigungsfläche auf
der Innenumfangsfläche
des Haltelochs versehen, dass das Halteloch relativ zu dem Drehmittelpunkt
der Schneckenwelle geneigt ist, und mit einer geneigten Kontaktfläche auf
dem Außenumfang
des Lagers versehen ist und mit der Neigungsfläche in Kontakt kommt.
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Bei
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
ist die Kontaktfläche
auf der Außenumfangsfläche eines
Ringelements vorgesehen, das mit dem Außenumfang des Lagers verbunden
und an diesem befestigt ist.
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Bei
der zweiten und der dritten Ausführungsform
kann aufgrund einer einfachen Struktur, bei der das Halteloch des
Lagergehäuses
geneigt ist und die geneigte Kontaktfläche in Verbindung mit dem Lager vorgesehen
ist, die Struktur des Dezentriermechanismus vereinfacht werden,
um die Kosten weiter zu senken.
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Bei
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform
sind zwei Lager vorgesehen, in die jeweils einander gegenüberliegende
Endteile der Schneckenwelle eingesetzt sind, wobei eines der Lager
in dem Lagergehäuse gehalten
ist und das elastische Element zur Kraftbeaufschlagung der Schneckenwelle
in Richtung des anderen Lagers auf einer Seite des einen Lagers
vorgesehen ist.
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Eine
elektrische Servolenkvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform weist ferner einen
Mechanismus zum Einstellen eines Maßes an Durchbiegung des elastischen
Elements von außen auf.
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Bei
der vierten und der fünften
Ausführungsform
ist es möglich,
ein Klappern der Schneckenwelle in Wellenlängenrichtung beim Einstellen
der Distanz zwischen den Drehmittelpunkten der Schneckenwelle und
des Schneckenrads zufriedenstellend zu verhindern.
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Bei
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform
weist das Lagergehäuse
einen Verbindungsteil auf, der um das Halteloch herum drehbar mit
dem Getriebegehäuse verbunden
ist, und dezentriert der Dezentriermechanismus das Halteloch relativ
zu der Mitte des Verbindungsteils.
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Bei
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform
weist der Dezentriermechanismus einen Mechanismus zum Drehen des
Lagergehäuses
von außen
auf und verändert
eine Position der von dem Lager, das in das Halteloch eingesetzt
und in diesem gehalten ist, gelagerten Schneckenwelle relativ zu
dem Schneckenrad durch Drehen des Lagergehäuses.
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Bei
der sechsten und der siebten Ausführungsform ist es möglich, da
das Lager durch Drehen des Lagergehäuses dezentriert werden kann,
die Distanz zwischen den Drehmittelpunkten bei der Montage auf einfache
Weise einzustellen. Ferner ist es möglich, auf einfache Weise die
Distanz zwischen den Drehmittelpunkten einzustellen, wenn sich der Kämm-Zustand
der Schecke mit dem Schneckenrad mit der Zeit wegen des Verschleißes der
Zähne der Schnecke
und des Schneckenrads infolge des Lenkvorgangs oder des Zusammenziehens
des Schneckenrads aus Kunstharz aufgrund von niedrigen Temperaturen
im Winter o. dgl. verändert.
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Bei
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform
sind zwei Lager vorgesehen, in die jeweils einander gegenüberliegende
Endteile der Schneckenwelle eingesetzt sind, wobei eines der Lager
in dem Lagergehäuse gehalten
ist und ein elastisches Element zwischen dem anderen Lager und einem
Einsetzloch vorgesehen ist, in das das andere Lager eingesetzt ist.
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Bei
der achten Ausführungsform
ist es möglich,
die Distanz zwischen den Drehmittelpunkten auf zufriedenstellende
Weise einzustellen, wenn sich das Maß an Durchbiegung der Schneckenwelle
erhöht.
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Bei
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform
ist die Schneckenwelle über
eine Gelenkkupplung mit einer Abtriebswelle des Motors verbunden.
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Bei
der neunten Ausführungsform
ist es möglich,
die Distanz zwischen den Drehmittelpunkten auf zufriedenstellende
Weise einzustellen, wenn sich das Maß an Durchbiegung der Schneckenwelle erhöht.
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Die
oben genannten und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden
anhand der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen besser verständlich.
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KURZBESCHREIBUNG
DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Schnittansicht einer dem Stand der Technik entsprechenden elektrischen
Servolenkvorrichtung;
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2 zeigt
eine Schnittansicht eines Untersetzungsmechanismus und eines Teils
des Motors der dem Stand der Technik entsprechenden Servolenkvorrichtung;
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3 zeigt
eine Schnittansicht der gesamten elektrischen Servolenkvorrichtung
gemäß der Erfindung;
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4 zeigt
eine Schnittansicht eines Untersetzungsmechanismus und eines Teils
des Motors der erfindungsgemäßen elektrischen
Servolenkvorrichtung;
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5 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie V-V aus 4;
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6 eine
Schnittansicht eines Reduktionsmechanismus und eines Teils des Motors
einer zweiten elektrischen Servolenkvorrichtung, die nicht Teil der
Erfindung ist;
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7 zeigt
eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII aus 6;
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8 zeigt
eine Schnittansicht eines Reduktionsmechanismus und eines Teils
des Motors einer dritten elektrischen Servolenkvorrichtung, die
nicht Teil der Erfindung ist;
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9 zeigt
eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen
Servolenkvorrichtung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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3 zeigt
eine allgemeine Schnittansicht der gesamten elektrischen Servolenkvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, und 4 zeigt eine Schnittansicht
eines Reduktionsmechanismus und eines Teils des Motors.
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Die
elektrische Servolenkvorrichtung weist auf: eine mit einem Lenkrad 1 verbundene
erste Lenkwelle 2, einen Drehmomentsensor 5 zum
Detektieren eines Lenkmoments anhand einer relativen Drehverschiebung
zwischen der ersten Lenkwelle 2 und einer über eine
Torsionsstange 3 mit der ersten Lenkwelle 2 verbundenen
zweiten Lenkwelle 4, ein (nicht gezeigtes) Gleichlaufgelenk
zum Übertragen der
Drehung der zweiten Lenkwelle 4 auf einen Lenkmechanismus,
wobei der Untersetzungsmechanismus 7 eine Schnecke 71 und
ein Schneckenrad 72 zum Erhöhen der Drehkraft eines Lenkunterstützungsmotors 6,
welcher auf der Basis des Detektionsergebnisses des Drehmomentsensors 5 angetrieben
wird, und zum Übertragen
der Drehkraft auf die zweite Lenkwelle 4 aufweist, ein
erstes Wellengehäuse 9 und
ein zweites Wellengehäuse 10 zum
Umschließen
und Lagern der ersten Lenkwelle 2, ein Getriebegehäuse 8 zum
Aufnehmen des Drehmomentsensors 5 und des Untersetzungsmechanismus 7, und
einen Tragarm 11 zum Befestigen des ersten Wellengehäuses 9 an
einer Fahrzeugkarosserie. Der Motor 6 ist an dem Getriebegehäuse 8 befestigt,
und der anderen Endteil des ersten Wellengehäuses 9 ist mit einem
Endteil des zweiten Wellengehäuses 10 derart
verbunden, dass sich das erste Wellengehäuse 9 in Wellenlängsrichtung
relativ zu dem zweiten Wellengehäuse 10 bewegen
kann.
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Die
erste Lenkwelle 2 weist auf: ein zylindrisches erstes Wellenelement 2a,
dessen einer Endteil an dem Lenkrad 1 befestigt ist, wobei
ein mittlerer Teil über
ein Lager 12 in dem ersten zylindrischen Gehäuse 9 gelagert
ist, ein stangenförmiges
zweites Wellenelement 2b, das derart in das andere Endteil des
ersten Wellenelements 2a eingesetzt ist, dass sich das
zweite Wellenelement 2b nicht relativ zu dem ersten Wellenelement 2a drehen
kann und sich in Wellenlängsrichtung
bewegen kann, und ein über einen
Fixierstift 2c mit dem zweiten Wellenelement 2b verbundenes
zylindrisches drittes Wellenelement 2d. Zwischen dem ersten
Wellenelement 2a und dem zweiten Wellenelement 2b sind
Stoßenergiefänger 2e aus
Kunstharz zum Absorbieren von Stoßenergie, die von dem Fahrer
aufgebracht wird und auf das Lenkrad 1 wirkt, vorgesehen.
Zwischen dem dritten Wellenelement 2d und der zweiten Lenkwelle 4 ist der
Drehmomentsensor 5 vorgesehen.
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Die
zweite Lenkwelle 4 ist zylindrisch ausgebildet, wobei in
einen Endteil der zweiten Lenkwelle 4 ein Endteil der Torsionsstange 3 eingesetzt
ist, deren anderer Endteil mit dem anderen Endteil des zweiten Wellenelements 2b über den
Fixierstift 2c verbunden ist, und ist über den Fixierstift 4a verbunden.
Ein in Wellenlängsrichtung
betrachtet mittlerer Teil der zweiten Lenkwelle 4 ist über zwei
Lager 13 und 14 drehbar in dem Getriebegehäuse 8 gelagert,
und das Schneckenrad 72 ist durch Einsetzen in einen Einsetzteil 4b zwischen
den Lagern 13 und 14 befestigt.
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Bei
dem zweiten Wellengehäuse 10 ist
ein Endteil mit dem ersten Wellengehäuse 9 verbunden und
der andere Endteil mit dem Getriebegehäuse 8 verbunden. Beim
Absorbieren der oben beschriebenen Stoßenergie wird das erste Wellengehäuse 9 in Wellenlängsrichtung
relativ zu dem zweiten Wellengehäuse 10 bewegt.
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Das
Getriebegehäuse 8 weist
auf: einen ersten Gehäuseteil 8a zum
Aufnehmen des Drehmomentsensors 5, einen zweiten Gehäuseteil 8b,
der zum Aufnehmen des Schneckenrads 72 einstückig mit
dem ersten Gehäuseteil 8a aus gebildet
ist, und einen dritten Gehäuseteil 8c,
der zum Aufnehmen einer mit der Schnecke 71 versehenen
Schneckenwelle 70 einstückig
mit dem zweiten Gehäuseteil 8b ausgebildet
ist. Der dritte Gehäuseteil 8c weist
ein Durchgangsloch auf. Ein erstes Einsetzloch 81 mit einem
ersten Sitz 80 und ein einstückig mit dem Einsetzloch 81 ausgebildetes
Einschraubloch 82 sind an einem Ende des dritten Gehäuseteils 8c vorgesehen. Ein
zweites Einsetzloch 84 mit einem kleineren Durchmesser
als der des ersten Einsetzlochs 81 und mit einem zweiten
Sitz 83 ist am anderen Ende des dritten Gehäuseteils 8c vorgesehen.
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5 zeigt
eine Schnittansicht entlang einer Linie V-V aus 4.
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Bei
dem Reduktionsmechanismus 7 ist die Schnecke 71,
die einstückig
mit einem in Wellenlängsrichtung
betrachtet mittleren Teil der Schneckenwelle 70 ausgebildet
ist, über
eine Gelenkkupplung 15 mit einer Abtriebswelle 60 des
Motors 6 verzahnt und verbunden, und ist das Schneckenrad 72 aus
Kunstharz in einen Einsetzteil 4b der zweiten Lenkwelle 4 eingesetzt
und in diesem befestigt. Die Schnecke 71 und das Schneckenrad 72 kämmen miteinander,
um die Drehkraft des Motors 6 zu erhöhen, die Kraft auf die zweite
Lenkwelle 4 zu übertragen und
die Kraft über
das Gleichlaufgelenk auf einen Lenkmechanismus zu übertragen.
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Die
Schneckenwelle 70 ist in dem dritten Gehäuseteil 8c angeordnet,
um den Wellenmittelpunkt der zweiten Lenkwelle 4 zu kreuzen.
Ein Endteil in Wellenlängsrichtung
der Schneckenwelle 70 ist über ein erstes Lager 16 unter
Verwendung eines Kugellagers und eines ringförmigen Lagergehäuses 30 zum Einsetzen
und Halten des ersten Lagers 16 drehbar in dem ersten Einsetzloch 81 des
Getriebegehäuses 8 gelagert.
Der andere Endteil der Schneckenwelle 70 ist über ein
zweites Lager 17 unter Verwendung eines Kugellagers in
dem zweiten Einsetzloch 84 des Getriebegehäuses 8 drehbar
gelagert. In einer mittleren Position zwischen den ersten und zweiten
Lagern 16 und 17 ist die Schnecke 71 einstückig ausgebildet.
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Das
Lagergehäuse 30 ist
ringförmig
ausgebildet und weist ein Halteloch 31 zum Einsetzen und Halten
des ersten Lagers 16, einen Einsetzteil 32 um das
Halteloch 31 herum, der in das Halteloch 31 eingesetzt
ist, und einen Dezentriermechanismus 33 zum Dezentrieren
des Lagers 16 in Richtung des Schneckenrads 72 auf.
Das Lagergehäuse 30 wird von
einer in das Einschraubloch 82 eingeschraubten Sicherungsmutter 18 gegen
den ersten Sitz 80 gedrückt
und in dem ersten Einsetzloch 81 befestigt.
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Bei
dem Dezentriermechanismus 33 ist das Einsetzloch 31,
bei dem es sich um eine relativ zu dem Drehmittelpunkt der Schneckenwelle 70 in
Richtung des Schneckenrads 72 geneigte Fläche und eine
geneigte Kontaktfläche 16a handelt,
die mit der geneigten Fläche
in Kontakt kommt und an der Außenumfangsfläche eines
mit dem ersten Lager 16 verbundenen und an diesem befestigten
Ringelements 19 vorgesehen ist. Die geneigte Kontaktfläche 16a ist
an der Außenumfangsfläche des
getrennt von dem Lager 16 ausgebildeten Ringelements 19 vorgesehen,
die Innenfläche
des Ringelements 19 ist mit der Außenumfangsfläche des
Lagers 16 verbunden und an dieser befestigt, und ein Einstellmechanismus 20 lässt das
Lager 16 die geneigte Fläche des Dezentriermechanismus 33 entlang
gleiten.
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Der
Einstellmechanismus 20 weist ein elastisches Element 21,
wie z. B. eine Tellerfeder, die mit einer Endfläche eines Außenrands
des Lagers 16 in Kontakt steht, und eine scheibenförmige Einstellschraube 22 auf,
die zum Einstellen eines Maßes
an Durchbiegung des elastischen Elements 21 in das Einschraubloch 82 eingeschraubt
ist. Die Außenumfangsfläche der
Einstellschraube 22 weist ein Gewinde auf, und ein ausgenommenes
Werkzeug-Einsetzloch 22a ist an einer Seitenfläche der
Einstellschraube 22 vorgesehen. Mit einem in das Werkzeug-Einsetzloch 22a eingesetzten
Werkzeug wird die Einstellschraube 22 gedreht, um das Maß an Durchbiegung
des elastischen Elements 21 einzustellen. Somit kann die
Schneckenwelle 70 von dem elastischen Element 21,
dem Ringelement 19 und dem Lager 16 in Wellenlängsrichtung
betrachtet in Richtung der anderen Seite bewegt werden.
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In
dem zweiten Einsetzloch 84 ist ein elastisches Element 23 in
Form einer Tellerfeder zur Kraftbeaufschlagung der Schneckenwelle 70 in
Richtung des ersten Lagers 16 zwischen dem Lager 17 und dem
zweiten Sitz 83 vorgesehen.
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Die
Gelenkkupplung 15 weist einen Kupplungs-Hauptkörper mit
einem nicht kreisförmigen
Einsetzloch 15a an einem Ende und einer Einsetznut 15b am
anderen Ende auf. Ein Einsetzteil 70a, das dem Einsetzloch 15a entspricht,
ist an der Schneckenwelle 70 vorgesehen, und ein Einsetzvorsprung 60a,
das der Einsetznut 15b entspricht, ist an der Abtriebswelle 60 vorgesehen.
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Bei
der ersten Ausführungsform
ist zum Aufnehmen der Schneckenwelle 70 das erste Lager 16, mit
dem das Ringelement 19 mit der geneigten Kontaktfläche 16a verbunden
und an dem das Ringelement 19 mit der geneigten Kontaktfläche 16a befestigt
ist, mit einem Endteil der Schneckenwelle 70 verbunden,
ist das Lagergehäuse 30 mit
dem Ringelement 19 verbunden und sind das zweite Lager 17 und das
elastische Element 23 mit dem anderen Endteil der Schneckenwelle 70 verbunden.
In diesem Zustand wird das andere Ende der Schneckenwelle 70 zunächst in
den dritten Gehäuseteil 8c eingesetzt. Dabei
ist das zweite Lager 17 in das zweite Einsetzloch 84 eingesetzt,
ist das Lagergehäuse 30 in
das erste Einsetzloch 81 eingesetzt, kommt das elastische
Element 23 mit dem zweiten Sitz 83 in Kontakt und
kommt das Lagergehäuse 30 mit
dem ersten Sitz 80 in Kontakt.
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Nach
dem Einsetzen der Schneckewelle 70 in den dritten Gehäuseteil 8c wird
die Sicherungsmutter 18 in das Einschraubloch 82 eingeschraubt, um
das Lagergehäuse 30 in
das erste Einsetzloch 81 einzusetzen. Dann wird das elastische
Element 21 in das Einschraubloch 82 eingesetzt,
wird die Einstellschraube 22 in das Einschraubloch 82 eingeschraubt,
wird das elastische Element 21 durch Festschrauben der
Einstellschraube 22 elastisch verformt und werden das Ringelement 19 und
das erste Lager 16 in Wellenlängsrichtung betrachtet in Richtung
der anderen Seite mit Druck beaufschlagt. In diesem Fall ist es
möglich,
da sich das erste Lager 16 die geneigte Fläche des
Lagergehäuses 30 entlang
bewegt, die Schneckenwelle 70 in Richtung des Schneckenrads 72 zu
dezentrieren und die Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten der
Schneckenwelle 70 und des Schneckenrads 72 einzustellen.
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Daher
ist es beim Aufnehmen der Schneckenwelle 70 möglich, die
Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten auf einfache Weise einzustellen, ohne
dass eine Beeinflussung durch Dimensionsfehler bei Teilen, wie z.
B. der Schneckewelle 70, erfolgt. Aufgrund einer einfachen
Struktur, bei der das Halteloch 31 des Lagergehäuses 30 geneigt
ist und die geneigte Kontaktfläche 16a an
dem Ringelement 19 vorgesehen ist, ist es möglich, die
Struktur des Dezentriermechanismus 33 zu vereinfachen.
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Da
das elastische Element 21 das Ringelement 19 und
das erste Lager 16 in Wellenlängsrichtung betrachtet in Richtung
der anderen Seite mit Druck beaufschlagt, kann die Distanz H zwischen den
Drehmittelpunkten automatisch durch die Kraft des elastischen Elements 21 eingestellt
werden, wenn sich der Kämm-Zustand
der Schnecke 71 und des Schneckenrads 72 mit der
Zeit aufgrund von wachsendem Verschleiß der Zähne der Schnecke 71 und
des Schneckenrads 72 oder Zusammenziehen des Schneckenrads 72 aus
Kunstharz wegen niedriger Temperaturen im Winter u. dgl. verändert.
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In
diesem Fall wird, wenn die Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten
allein durch die Kraft des elastischen Elements 21 nicht
zufriedenstellend eingestellt werden kann, die Einstellschraube 22 festgeschraubt,
um das Maß an
Durchbiegung des elastischen Elements 21 einzustellen und
das zweite Lager 17 in Richtung des Schneckenrads 72 zu
dezentrieren, wodurch die Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten
zufriedenstellend eingestellt wird. Da die Schneckenwelle 70 über die
Gelenkkupplung 15 mit der Abtriebswelle 60 des Motors 6 verzahnt
und verbunden ist, kann die Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten
zufriedenstellend eingestellt werden, wenn das Maß an Dezentrierung
der Schneckewelle größer ist.
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Da
das elastische Element 23 zur Kraftbeaufschlagung der Schneckenwelle 70 in
Richtung des ersten Lagers 16 auf der Seite des zweiten
Lagers 17 vorgesehen ist, ist es möglich, ein Klappern der Schneckenwelle 70 in
Wellenlängsrichtung
beim Einstellen der Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten zufriedenstellend
zu verhindern.
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Obwohl
die geneigte Kontaktfläche 16a an den
Ringelement 19 vorgesehen ist, welches bei der oben beschriebenen
ersten Ausführungsform
in das erste Lager 16 eingesetzt und an diesem befestigt
ist, kann die geneigte Kontaktfläche 16a direkt
an dem Außenrand
des ersten Lagers 16 vorgesehen sein. Wenn die geneigte
Kontaktfläche 16a an
einem Dezentrierelement vorgesehen ist, welches an dem ersten Lager 16 befestigt
ist, kann das Dezentrierelement das oben beschriebene Ringelement
sein oder eine von dem Ringelement abweichende Form aufweisen, die
mit der geneigten Kontaktfläche 16a versehen
sein kann.
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6 zeigt
eine Schnittansicht eines Reduktionsmechanismus und eines Teils
des Motors, und 7 zeigt eine Schnittansicht
entlang der Linie VII-VII aus 6.
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Bei
einer zweiten elektrischen Servolenkvorrichtung sind anstelle des
Ausbildens des Haltelochs 31 des Lagergehäuses 30 in
der geneigten Fläche ein
Lagergehäuse 30a mit
einem Einsetzteil 32, das drehbar in das um das Einsetzloch 31 herum
ausgebildete erste Einsetzloch 81 des Getriebegehäuses 8 eingesetzt
ist, um das Einsetzloch 31 relativ zu der Mitte des Einsetzteils 32 zu
dezentrieren, und eine Positionshalte-Einrichtung 24 zum
Halten der Position des Lagergehäuses 30a vorgesehen.
Da andere Strukturen und Arbeitsweisen den erfindungsgemäßen im wesentlichen
gleich sind, werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen oder
Buchstaben bezeichnet, damit detaillierte Beschreibungen der Arbeitsweisen
der Teile entfallen können.
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Das
Getriebegehäuse 8 der
zweiten elektrischen Servolenkvorrichtung weist keinen ersten Sitz 80 und
kein Einschraubloch 82 auf, sondern weist erste und zweite
Einsetzlöcher 81 und 84 auf.
Um das erste Einsetzloch 81 herum sind ein Einsetzteil 85 und
ein Ausnehmungsteil 86, der entsprechend dem Einsetzteil 85 ausgenommen
ist, vorgesehen.
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Das
Lagergehäuse 30a weist
einen Verschlussteil 35 zum Verschließen eines Endes des Haltelochs 31 auf,
und im Mittelteil des Verschlussteils 35 sind ein ausgenommenes
Werkzeug-Einsetzloch 34 und ein ringförmiger Flanschteil 36 vorgesehen,
der vom Außenumfang
des Verschlussteils 35 über
den Einsetzteil 32 hinaus radial nach außen verläuft. Wenn
der Einsetzteil 32 drehbar in das erste Einsetzloch 81 eingesetzt
ist, kommt der Flanschteil 36 mit einem Endrand des Einsetzlochs 81 in
Kontakt, um die Position des Lagergehäuses 30a festzulegen.
Durch Drehen des Lagergehäuses 30a unter Verwendung
eines in das Werkzeug-Einsetzloch 34 eingesetzten Werkzeugs
wird die Position des Lagers 16 in Richtung des Schneckenrads 72 verändert, wodurch
die Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten eingestellt wird.
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Die
Positionshalte-Einrichtung 24 wird unter Verwendung eines
becherförmigen
Abdeckelements 25 zum Aufnehmen des Flanschteils 36 des
Lagergehäuses 30a ausgebildet.
In einen offenen Teil des Abdeckelements 25 ist das Einsetzteil 85 des
Getriebegehäuses 8 eingesetzt,
und ein Rand des offenen Teils ist in Richtung der Innenseite des
Ausnehmungsbereichs 86 eingestemmt, um den Flanschteil 36 gegen
einen Endrand des Einsetzlochs 81 zu drücken, um dadurch ein Drehen
des Lagergehäuses 30a einzuschränken und
die Position des Lagergehäuses 30a zu
halten.
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Als
erstes Lager 16 wird ein Vier-Punkt-Kontakt-Kugellager
mit der Kontaktfläche
mit den Kugeln an zwei Punkten auf der Innenseite und an zwei Punk ten
auf der Außenseite
verwendet. Als zweites Lager 17 wird ein selbstfluchtendes
Kugellager verwendet, und ein ringförmiges elastisches Element 26 ist
wellenförmig
ausgebildet, d. h. über
den gesamten Umfang ist eine Zackenform zwischen der Außenumfangsfläche des
Lagers 17 und dem zweiten Einsetzloch 84 ausgebildet.
Das elastische Element 26 ist beispielsweise aus einer
Metallplatte gebildet.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
ist zum Aufnehmen der Schneckenwelle 70 in das erste Lager 16 der
eine Endteil der Schneckenwelle 70 eingesetzt, ist in das
Lagergehäuse 30a das
Lager 16 eingesetzt, ist in das zweite Lager 17 der
andere Endteil der Schneckenwelle 70 eingesetzt und ist
das elastische Element 26 mit dem Lager 17 verbunden.
In diesem Zustand wird das andere Ende der Schneckenwelle 70 zunächst in
den dritten Gehäuseteil 8c eingesetzt.
Dabei ist das elastische Element 26 in das zweite Einsetzloch 84 eingesetzt
und ist der Einsetzteil 32 des Lagergehäuses 30a in das erste
Einsetzloch 81 eingesetzt.
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Nach
dem Einsetzen der oben beschriebenen Schneckewelle 70 in
den dritten Gehäuseteil 8c wird
die Position des Lagers 16 durch Drehen des Lagergehäuses 30a verändert, wodurch
die in das Lager 16 eingesetzte Schneckenwelle 70 in
Richtung des Schneckenrads 72 dezentriert wird und die
Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten der Schneckenwelle 70 und
des Schneckenrads 72 eingestellt wird.
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Daher
ist es beim Aufnehmen der Schneckenwelle 70 möglich, die
Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten auf einfache Weise einzustellen, ohne
dass eine Beeinflussung durch Dimensionsfehler bei Teilen, wie z.
B. der Schneckenwelle 70, erfolgt. Da ein Vier-Punkt-Kontakt-Kugellager
als erstes Lager 16 verwendet wird, ist es möglich, auf
zufriedenstellende Weise ein Klappern der Schneckenwelle 70 in
Wellenlängsrichtung
zu verhindern, ohne das elastische Element 21 zur Kraftbeaufschlagung der
Schneckenwelle 70 in Wellenlängsrichtung vorzusehen, wie
es bei der ersten Ausführungsform
der Fall ist.
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Da
ein selbstfluchtendes Kugellager als zweites Lager 17 verwendet
wird, ist es beim Einstellen der Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten unter
Verwendung des Lagergehäuses 30a im
Vergleich zu einem Fall, in dem ein nicht selbstfluchtendes Kugellager
verwendet wird, möglich,
das Maß an Einstellung
zu erhöhen.
Da das ringförmige
elastische Element 26 auf dem Außenumfangsteil des zweiten
Lagers 17 vorgesehen ist, können Unrundheiten des Schneckenrads 72 auf
zufriedenstellende Weise absorbiert werden. Ferner ist es möglich, da sich
das elastische Element 26 beim Einstellen der Distanz H
zwischen den Drehmittelpunkten unter Verwendung des Lagergehäuses 30a durchbiegen kann,
eine Veränderung
im Kämm-Zustand
auf zufriedenstellende Weise durch das Maß an Durchbiegung des elastischen
Elements 26 zu absorbieren, wenn sich der Kämm-Zustand
der Schnecke 71 und des Schneckenrads 72 mit der
Zeit aufgrund von Verschleiß der
Zähne der
Schnecke 71 und des Schneckenrads 72 oder Zusammenziehen
des Schneckenrads 72 aus Kunstharz wegen niedriger Temperaturen
im Winter u. dgl. verändert.
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Da
die Positionshalte-Einrichtung 24 zum Halten der Position
des Lagergehäuses 30a eine Struktur
aufweist, bei der das becherförmige
Abdeckelement 25 eingestemmt ist, kann sich das Lagergehäuse 30a nach
der Montage nicht drehen. Es ist jedoch auch möglich, eine Struktur, bei der
ein Gewindeteil an dem Einsetzteil 85 ausgebildet ist,
um das Abdeckelement 25 an den Gewindeteil anzuschrauben
oder eine Struktur zu verwenden, bei der eine Sicherungsmutter am
Außenumfang
des Abdeckelements 25 festgehalten wird, um die Sicherungsmutter an
den Gewindeteil anzuschrauben, so dass das Lagergehäuse 30a nach
der Montage drehbar ist, und die Struktur der Positionshalte-Einrichtung 24 ist nicht
besonders eingeschränkt.
Wenn letztere Struktur verwendet wird, bei der das Lagergehäuse 30a nach
der Montage drehbar ist, ist es möglich, die Distanz H zwischen
den Drehmittelpunkten durch Drehen des Lagergehäuses 30a einzustellen,
wenn sich der Kämm-Zustand
mit der Zeit verändert.
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8 zeigt
eine Schnittansicht eines Reduktionsmechanismus und eines Teils
des Motors gemäß der dritten
Ausführungsform,
und 9 zeigt eine Seitenansicht.
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Bei
einer dritten elektrischen Servolenkvorrichtung wird anstelle der
Verwendung des Lagergehäuses 30,30a wie
bei der Erfindung und der zweiten elektrischen Servolenkvorrichtung
ein Lochteil eines ersten Einsetzlochs 81 eines Getriebegehäuses 8,
in das das erste Lager 16 eingesetzt ist, entlang der Längsrichtung
des Einsetzlochs 81 unterteilt. Ein Teilelement 81A kann
relativ zu dem anderen Teilelement 81B in Richtung des
Schneckenrads 72 bewegt werden. Zwei Klemmschrauben (Verschiebeelement) 27,27 sind
zum Verschieben des einen Teilelements 81A und eines ringförmigen elastischen
Elements 28 zwischen halbkreisförmigen Einsetzlochteilen der Teilelemente 81A und 81B und
der Außenumfangsfläche des
Lagers 16 vorgesehen. Da andere Strukturen und Arbeitsweisen
denen der zweiten elektrischen Servolenkvorrichtung im wesentlichen
gleich sind, werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen oder
Buchstaben bezeichnet, damit detaillierte Beschreibungen der Arbeitsweisen
der Teile entfallen können.
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Der
Lochteil des ersten Einsetzlochs 81 ist durch die Mitte
hindurch in zwei Teile unterteilt, die auf der Seite des Schneckenrads 72 und
auf der dem Schneckenrad gegenüberliegenden
Seite liegen. Einschraublöcher 87,87 sind
auf einander gegenüberliegenden
Seiten in Bogenrichtung des halbkreisförmigen Einsetzlochteils des
anderen Teilelements 81B auf der Schneckenradseite vorgesehen.
Durchgangslöcher 88,88,
die den Einschraublöchern 87,87 entsprechen,
sind auf einander gegenüberliegenden Seiten
in Bogenrichtung des halbkreisförmigen
Einsetzlochbereichs des einen Teilelements 81A auf der dem
Schneckenrad gegenüberliegenden
Seite vorgesehen. Durch Einschrauben der in die Durchgangslöcher 88,88 eingesetzten
Klemmschrauben 27,27 in die Einschraublöcher 87,87 wird
das eine Teilelement 81A in Richtung des Schneckenrads 72 bewegt.
Durch diese Bewegung wird das elastische Element 28 durch
das Lager 16 durchgebogen, um die Schneckenwelle 70 zu sammen
mit dem Lager 16 in Richtung des Schneckenrads 72 zu
dezentrieren.
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Schraubenfedern 29,29 mit
einer elastischen Rückstellkraft,
die größer ist
als die des elastischen Elements 28 sind um Schaftteile
der Klemmschrauben 27, 27 auf denjenigen Seiten
gewickelt, auf denen Drehvorgänge
ausgeführt
werden. Wenn die jeweiligen Klemmschrauben 27,27 eingeschraubt
sind, sind die entsprechenden Schraubenfedern 29,29 durchgebogen.
Wenn sich der Kämm-Zustand der Schnecke 71 und
des Schneckenrads 72 mit der Zeit aufgrund von Verschleiß der Zähne der
Schnecke 71 und des Schneckenrads 72 oder Zusammenziehen des
Schneckenrads 72 aus Kunstharz wegen niedriger Temperaturen
im Winter u. dgl. verändert,
ist es möglich,
eine Veränderung
im Kämm-Zustand
durch Durchbiegen des elastischen Elements 28 aufgrund der
elastischen Rückstellkräfte der
Schraubenfedern 29,29 zu absorbieren.
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Das
elastische Element 28 ist wellenförmig ausgebildet, d. h. der
gesamte Umfang weist eine Zackenform auf. Das elastische Element 28 ist
beispielsweise aus einer Metallplatte gebildet.
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Ein
Flanschteil 70b und ein Sicherungsring 73 zum
Beschränken
der Bewegung des Lagers 16 sind an einem Endteil der Schneckenwelle 70 vorgesehen,
und eine ringförmige
Staubschutzabdeckung 74 ist zwischen der Außenumfangsfläche des Flanschteils 70b und
dem Einsetzloch 81 vorgesehen.
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Ein
doppelreihiges Schrägkugellager
wird als zweites Lager 17 verwendet.
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Bei
der dritten Ausführungsform
werden zum Aufnehmen der Schneckenwelle 70 die Klemmschrauben 27,27 gelöst, um einen
Spalt zwischen den Teilelementen 81A und 81B derart
zu erweitern, dass beispielsweise das elastische Element 28 in den
Spalt eingesetzt werden kann. Dann wird in das erste Lager 16 der
eine Endteil der Schneckenwelle 70 eingesetzt, wird das
elastische Element 28 mit dem Lager 16 verbunden
und wird in das zweite Lager 17 der andere Endteil der
Schneckenwelle 70 eingesetzt. In diesem Zustand wird das
andere Ende der Schneckenwelle 70 zunächst in den dritten Gehäuseteil 8c eingesetzt.
Dabei wird das elastische Element 28 mit den halbkreisförmigen Teilen
der Teilelemente 81A und 81B verbunden.
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Nach
dem Einsetzen der Schneckenwelle 70 in den dritten Gehäuseteil 8c wird
das eine Teilelement 81A durch Festschrauben der Klemmschrauben 27,27 in
Richtung des Schneckenrads 72 bewegt. Durch diese Bewegung
wird die Position des Lagers 16 verändert und wird das elastische
Element 28 durchgebogen, um die in das Lager 16 eingesetzte
Schneckenwelle 70 in Richtung des Schneckenrads 72 zu
dezentrieren, wodurch die Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten
der Schneckenwelle 70 und des Schneckenrads 72 eingestellt
wird.
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Daher
ist es beim Aufnehmen der Schneckenwelle 70 möglich, die
Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten auf einfache Weise einzustellen, ohne
dass eine Beeinflussung durch Dimensionsfehler bei Teilen, wie z.
B. der Schneckewelle 70, erfolgt.
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Da
die Schraubenfedern 29,29 das eine Teilelement 81A in
Richtung des Schneckenrads 72 mit Druck beaufschlagen,
kann die Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten durch die elastische
Rückstellkraft
der Schraubenfedern 29,29 automatisch eingestellt
werden, wenn sich der Kämm-Zustand
der Schnecke 71 und des Schneckenrads 72 aufgrund von
wachsendem Verschleiß der
Zähne der
Schnecke 71 und des Schneckenrads 72 oder Zusammenziehen
des Schneckenrads 72 aus Kunstharz wegen niedriger Temperaturen
im Winter u. dgl. verändert.
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In
diesem Fall ist es möglich,
wenn die Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten allein durch die
Kraft der Schraubenfedern 29,29 nicht zufriedenstellend
eingestellt werden kann, die Distanz H durch Festschrauben der Klemmschrauben 27,27 auf
zufriedenstellende Weise einzustellen, um die elastische Rückstellkraft
der Schraubenfedern 29,29 einzustellen und das
erste Lager 16 in Richtung des Schneckenrads 72 zu
dezentrieren.
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Da
ein doppelreihiges Schrägkugellager
als zweites Lager 17 verwendet wird, ist es möglich, beim
Einstellen der Distanz H zwischen den Drehmittelpunkten auf zufriedenstellende
Weise ein Klappern der Schneckenwelle 70 in Wellenlängsrichtung zu
verhindern.
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Das
elastische Element 28 kann außer der Ringform beispielsweise
eine Halbkreisform aufweisen und kann zwischen dem anderen Teilelement 81B und
der Außenumfangsfläche des
Lagers 16 vorgesehen sein.
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Bei
der zweiten und der dritten elektrischen Servolenkvorrichtung können die
elastischen Elemente 26 und 28 aus einem Material,
wie z. B. Gummi, Kunstharz u. dgl. gefertigt sein und zusätzlich zu der
Wellenform einer Metallplatte eine Elastizität aufweisen. In diesem Fall
kann jedes elastische Element 26 und 28 eine Struktur
aufweisen, bei der zusätzlich zu
der wellenförmigen
Struktur mehrere Vorsprünge auf
einer Fläche
eines bogenförmigen
Blechteils vorgesehen sind.
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Bei
der zweiten und der dritten elektrischen Servolenkvorrichtung ist
die Schneckenwelle 70 auf im wesentlichen gleiche Weise
wie bei der Erfindung über
die Gelenkkupplung 15 mit der Abtriebswelle 60 des
Motors 6 verzahnt und verbunden.