WO2017089058A1 - Lenkeinrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2017089058A1
WO2017089058A1 PCT/EP2016/075731 EP2016075731W WO2017089058A1 WO 2017089058 A1 WO2017089058 A1 WO 2017089058A1 EP 2016075731 W EP2016075731 W EP 2016075731W WO 2017089058 A1 WO2017089058 A1 WO 2017089058A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear
steering
housing portion
housing
ring gear
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/075731
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Hauser
Jürgen HÖRSCH
Andrea Martin
Peter Richter
Simon Vaupel
Original Assignee
Robert Bosch Automotive Steering Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Automotive Steering Gmbh filed Critical Robert Bosch Automotive Steering Gmbh
Publication of WO2017089058A1 publication Critical patent/WO2017089058A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup

Definitions

  • the invention relates to a steering device for a motor vehicle.
  • DE 100 17 049 AI discloses a steering device for a
  • Specify motor vehicle which has a small axial and radial size, consists of a few parts and has a simple mountability.
  • the object is with a steering device for a motor vehicle with the
  • the present invention provides a steering device for a motor vehicle with a steering housing, wherein the transmission device rotatably arranged second gear which meshes with the first gear and an internal toothing of the ring gear and upon rotation of the
  • Steering spindle is movable along the ring gear, wherein the transmission device has a limiting device for limiting a rotational movement of the
  • Steering spindle which is adapted to limit a movement of the second gear along the ring gear.
  • An idea of the present invention is to provide a steering device for a
  • Steering spindle or the first gear along the ring gear is movable, can be provided in conjunction with the limiting device effective limitation of rotation of the steering shaft in both directions of rotation of the steering shaft. Further, by providing the teeth on the steering shaft for forming the first gear, the number of required parts can be kept small.
  • the steering shaft is connected to the second gear by a web which fixes the second gear at a predetermined radial distance from the steering shaft, wherein the web rotatably mounted to the steering shaft and connected to a central longitudinal axis of the second gear with this is.
  • the web thus advantageously has the function of fixing the second gear in a predetermined radial distance from the steering shaft and thus guides the second gear along the circular gear along a circular path of the second gear.
  • the limiting device has at least one delimiting element arranged in a circular path of the second toothed wheel, which in a first
  • Movement direction and a second direction of movement of the second gear forms an end stop of the second gear.
  • Limiting element can thus be provided in an advantageous manner, an end stop in the first direction of movement and the second direction of movement of the second gear.
  • the limiting element is formed by a first projection of the steering housing and a second projection of the steering housing or by at least partially filling the ring gear.
  • Movement of the second gear are provided, advantageously no additional parts are required for this, since in the former case, a projection of the steering housing and in the second case, the at least partially filling the ring gear are provided.
  • the second gear has a longitudinally central opening into which a pin projecting on at least one side of the opening is inserted or the pin (32) with the gear (18) is integrally formed, wherein the
  • Limiting device has at least one, arranged in a circular path of the second gear limiting element, which in a first
  • Moving direction and a second direction of movement of the second gear forms an end stop of the pin. Due to the projection of the pin on at least one side of the opening of the second gear is the
  • End stop advantageously outside a range of movement of the second gear, so that only the pin forms contact with the end stop.
  • the pin can be guided in a groove formed in the steering housing groove, which is formed along the circular path of the second gear, wherein a trained in a first direction of movement of the second gear first
  • End portion of the groove forms a first end stop of the pin, and wherein a formed in a second direction of movement of the second gear second end portion of the groove forms a second end stop of the pin.
  • the trained in the steering housing groove thus takes over in an advantageous Way both a guiding function and the function of a respective end stop of the second gear.
  • first end portion of the groove and the second end portion of the groove are adapted to a shape of the pin, that the pin with maximum osculation to the first end portion of the groove and the second end portion of the groove can be applied.
  • the second gear can be guided radially through the first gear and the ring gear.
  • the first gear and the ring gear are thus advantageously
  • the pin has radial clearance at a smallest radius and at a largest radius of the groove.
  • the pin advantageously has no contact with the groove, since this is formed only along the circular path of the second gear.
  • the primary function of the groove is thus advantageously to provide a stop for the pin.
  • At least one damping element is arranged on the end stop of the second gear or the pin, wherein the damping element is formed as an elastomer insert.
  • the steering housing has a first housing section and a second, which can be fastened to the first housing section by at least one fastening means Housing portion, wherein the first housing portion and / or the second housing portion having a recess into which the ring gear is inserted. Due to the integral design of the ring gear with the first housing portion, the number of assembled parts can be reduced in an advantageous manner.
  • the steering housing has a first housing section and a second housing section, which can be fastened to the first housing section by at least one fastening means, wherein the ring gear adjoins one, to the first
  • Housing portion adjacent axially disposed end portion of the second housing portion with the second housing portion is integrally formed, and wherein the first and / or second housing portion has a recess into which the integrally formed with the first housing portion ring gear is inserted. Due to the integral design of the ring gear with the first housing portion, a reduction of the installed parts can be achieved in an advantageous manner.
  • first housing section and the second housing section are joined to one another in the mounted state in such a way that they are flush with one another
  • the recess for receiving the ring gear is thus preferably arranged in the interior of the steering housing. According to a further preferred embodiment, it is provided that the
  • Gearing of the first gear, the second gear and the ring gear are formed straight teeth, and wherein the second gear and the ring gear are sintered produced. Due to the straight-toothed design of the gears no additional forces are generated in an advantageous manner, which act on the gears during operation of the transmission device. Thus, advantageously, an operating force of the transmission device can be minimized.
  • Embodiments of the invention mediate. They illustrate
  • Fig. 1 is a schematic representation of a steering device for a
  • Fig. 2 is a cross-sectional view of a transmission device of
  • Fig. 3 is a longitudinal sectional view of a steering housing of
  • Fig. 4 is a schematic representation of the transmission device of
  • Fig. 5 is a schematic representation of the transmission device of
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a steering device for a
  • the steering device 1 for a motor vehicle preferably has one
  • Steering housing 10 on.
  • a steering shaft 12 is inserted in an advantageous manner and rotatably mounted in this.
  • a transmission device 13 is preferably arranged in the steering housing 10. The transmission device 13 has
  • a first gear 14 is preferably formed by a toothing formed on the steering spindle 12 circumferentially.
  • the transmission device 13 also has a first gear
  • the transmission device 13 has a rotatable
  • the second gear 18 meshes with the first gear 14 and an inner toothing 16a of the ring gear 16 and is advantageously movable along the ring gear 16 upon rotation of the steering shaft 12.
  • the transmission device 13 further preferably has a limiting device 20 for limiting a rotational movement of the
  • the limiting device 20 is preferably designed to limit a movement of the second gear 18 along the ring gear 16.
  • the second gear 18 preferably has a longitudinally central opening 30, in which a protruding on at least one side of the opening 30 pin 32 is inserted.
  • the pin may, for example, with the
  • the second gear 18 is preferably feasible along a groove 33 formed in the steering housing 10.
  • the groove 33 preferably extends along a circular path A2 of the second gear 18 of the transmission device 13.
  • the steering housing 10 is preferably a
  • the steering device is a steer-by-wire steering device.
  • the electric motor / gear unit is to generate the driver according to the particular driving situation a given steering wheel resistance to impart a natural driving experience.
  • the present invention is to generate the driver according to the particular driving situation a given steering wheel resistance to impart a natural driving experience.
  • steering device can also be used in the context of other steering systems.
  • Fig. 2 shows a cross-sectional view of a transmission device of
  • the pin 32 which is inserted in the longitudinally central opening 30 of the second gear 18, preferably projects on both sides of the opening.
  • the pin 32 can survive only one side of the opening 30.
  • the limiting device 20 has delimiting elements 25 at respective end sections 33a, 33b of the groove 33.
  • the limiting elements 25 preferably form an end stop of the pin 32.
  • the limiting element 25 is preferably formed by the respective end sections 33a, 33b of the groove 33.
  • a respective damping element 34a, 34b is inserted into the groove 33 at the respective end portions 33a, 33b of the groove 33.
  • the damping element 34a, 34b is preferably formed as an elastomer insert. The damping element 34 can thus reduce the stop of the pin 32, in particular a noise, and reduce a force.
  • the pin 32 is preferably in the in the steering housing 10th
  • the groove 33 is preferably formed along the circular path A2 of the pin 32 and the second gear 18, respectively.
  • the first end portion 33a of the groove 33 formed in a first movement direction BR1 of the second gear 18 thus forms a first end stop of the pin 32.
  • the second end portion 33b of the groove 33 formed in a second movement direction BR2 of the second gear 18 thus preferably forms a second end stop of the first end portion 33a Pin 32.
  • the first end portion 33 a of the groove 33 and the second end portion 33 b of the groove 33 are preferably adapted to a shape of the pin 32, that the pin 32 with maximum oscillation to the first end portion 33 a of the groove 33 and the second end portion 33 b of the groove 33 can be applied is.
  • the groove in the region of the first end portion 33a and the second end portion 33b of the groove 33 may have another suitable shape.
  • the second gear 18 is preferably radially through the first gear 14 and the ring gear 16 feasible.
  • the groove 33 thus preferably has the function of providing respective end stops for the pin 32.
  • the pin 32 preferably has at a smallest radius R min and at a maximum radius R max of the groove 33 radial clearance.
  • the teeth of the first gear 14, the second gear 18 and the ring gear 16 are preferably
  • the second gear 18 and the ring gear 16 are also preferably sintered produced. Alternatively, the second gear 18 and the ring gear 16 may be produced, for example, by another suitable method.
  • Fig. 3 shows a longitudinal sectional view of a steering housing of
  • the steering device 10 preferably has a first housing section 36 and a second housing section 38.
  • the second housing portion 38 is preferably secured to the first housing portion 36 by a plurality of fasteners 40.
  • the attachment means 40 are preferably formed as bolts extending through respective ones in the first
  • Housing portion 36 and the second housing portion 38 formed openings extend.
  • the first housing portion 36 and the second housing portion 38 preferably have a recess 39, in which the ring gear 16 is inserted.
  • the first housing portion 36, the second housing portion 38 and the ring gear 16 are thus formed as individual components.
  • the pin 32 is preferably received in the formed in the first housing portion 36 and the second housing portion 38 groove 33.
  • the groove for example, only in the first housing portion 36 or in the be formed second housing portion 38.
  • the second gear 18 is received in the recess 39 and meshes with the ring gear 16 and the first gear fourteenth
  • the ring gear 16 for example, at the, to the second
  • the ring gear 16 may be formed integrally with the second housing portion 38 at the axial end portion 38a of the second housing portion 38 adjacent to the first housing portion 36.
  • the cutout 39 is preferably formed in the housing section 36, 38 respectively arranged opposite the ring gear 16.
  • the recess 39 for example, both in the first
  • Housing portion 36 and in the second housing portion 38 or only in one of the housing sections 36, 38 may be formed.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of the transmission device of
  • the steering shaft 12 is preferably connected to the second gear 18 by a web 22.
  • the web 22 fixes the second gear 18 preferably at a predetermined distance Rl to the steering shaft 12.
  • the web 22 is preferably rotatably mounted to the steering shaft 12 and connected to a central longitudinal axis AI of the second gear 18 with this.
  • a limiting element 24, which is designed to limit a movement of the second gear 18 along the ring gear 16, is preferably formed by a projection of the steering housing 10.
  • Limiting element 24 have another suitable shape such as a pin shape.
  • the second gear is preferably through the
  • Limiting elements 24a, 24b limited in its movement.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of the transmission device of
  • the limiting element 24 is formed by a section-wise filling 28 of the ring gear 16.
  • the completion is preferably carried out with an elastomer insert, which at the same time a
  • the limiting device can also be realized in another suitable manner.
  • the limiting device can also be realized in another suitable manner.
  • the limiting device can also be realized in another suitable manner.
  • Limiting device with the ring gear 16, the steering housing 10 and / or the steering shaft 12 may be connected.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Getriebevorrichtung (13) ein drehbeweglich angeordnetes zweites Zahnrad (18) aufweist, welches mit dem ersten Zahnrad (14) und einer Innenverzahnung (16a) eines Hohlrads (16) kämmt und bei einer Drehung einer Lenkspindel (12) entlang dem Hohlrad (16) bewegbar ist, wobei die Getriebevorrichtung (13) eine Begrenzungseinrichtung (20) zur Begrenzung einer Drehbewegung der Lenkspindel (12) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des zweiten Zahnrads (18) entlang dem Hohlrad (16) zu begrenzen.

Description

Beschreibung
Titel
Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Diverse Lösungen für Lenkwinkelbegrenzungseinrichtungen für Lenksysteme gelten als bekannt. Die DE 100 17 049 AI offenbart eine Lenkvorrichtung für ein
Kraftfahrzeug, mit einer Lenkhandhabe, die über eine in Drehverbindung mit ihr stehenden Lenkspindel verbunden ist und einem Lenkgetriebe, wobei die momentmäßige Anbindung der Lenkspindel an das Lenkgetriebe je nach Ausführung der Lenkeinrichtung über mechanische, hydraulische, pneumatische oder elektrische Übertragungselemente erfolgt, wobei die Lenkspindel niedermomentenseitig zur Drehwinkelbegrenzung in beide Drehrichtungen Axial- und/oder Torsionsanschläge aufweist und gehäuseseitig Gegenanschläge angeordnet sind. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Lenkeinrichtung für ein
Kraftfahrzeug anzugeben, welche eine geringe axiale und radiale Baugröße aufweist, aus wenigen Teilen besteht sowie eine einfache Montierbarkeit aufweist. Die Aufgabe wird mit einer Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkungsgehäuse, wobei die Getriebevorrichtung ein drehbeweglich angeordnetes zweites Zahnrad aufweist, welches mit dem ersten Zahnrad und einer Innenverzahnung des Hohlrads kämmt und bei einer Drehung der
Lenkspindel entlang dem Hohlrad bewegbar ist, wobei die Getriebevorrichtung eine Begrenzungseinrichtung zur Begrenzung einer Drehbewegung der
Lenkspindel aufweist, welche dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des zweiten Zahnrads entlang dem Hohlrad zu begrenzen.
Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lenkeinrichtung für ein
Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche eine geringe axiale und radiale Baugröße aufweist und gleichzeitig aus wenigen Teilen besteht sowie eine einfache Montierbarkeit aufweist. Durch Vorsehen des mit dem ersten Zahnrad und dem Hohlrad kämmenden zweiten Zahnrads, welches bei einer Drehung der
Lenkspindel bzw. dem ersten Zahnrad entlang dem Hohlrad bewegbar ist, kann in Verbindung mit der Begrenzungseinrichtung eine effektive Begrenzung einer Drehung der Lenkspindel in beide Drehrichtungen der Lenkspindel vorgesehen werden. Des Weiteren kann durch Vorsehen der Verzahnung an der Lenkspindel zum Ausbilden des ersten Zahnrads die Anzahl erforderlicher Teile gering gehalten werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Lenkspindel mit dem zweiten Zahnrad durch einen Steg verbunden ist, welcher das zweite Zahnrad in einem vorbestimmten radialen Abstand zur Lenkspindel fixiert, wobei der Steg zur Lenkspindel drehbar gelagert und an einer Mittellängsachse des zweiten Zahnrads mit diesem verbunden ist. Der Steg weist somit in vorteilhafter Weise die Funktion der Fixierung des zweiten Zahnrads in einem vorbestimmten radialen Abstand zur Lenkspindel auf und führt das zweite Zahnrad somit entlang dem Hohlrad entlang einer Kreisbahn des zweiten Zahnrads.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Begrenzungseinrichtung zumindest ein, in einer Kreisbahn des zweiten Zahnrads angeordnetes Begrenzungselement aufweist, welches in einer ersten
Bewegungsrichtung und einer zweiten Bewegungsrichtung des zweiten Zahnrads einen Endanschlag des zweiten Zahnrads bildet. Durch Vorsehen des
Begrenzungselements kann somit in vorteilhafter Weise ein Endanschlag in der ersten Bewegungsrichtung und der zweiten Bewegungsrichtung des zweiten Zahnrads vorgesehen werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Begrenzungselement durch einen ersten Vorsprung des Lenkungsgehäuses und einen zweiten Vorsprung des Lenkungsgehäuses oder durch eine zumindest abschnittsweise Ausfüllung des Hohlrads ausgebildet ist. Somit kann auf unterschiedliche Weisen das Begrenzungselement zur Begrenzung der
Bewegung des zweiten Zahnrads bereitgestellt werden, wobei in vorteilhafter Weise hierfür keine zusätzlichen Teile benötigt werden, da im ersteren Fall ein Vorsprung des Lenkungsgehäuses und im zweiteren Fall die zumindest abschnittsweise Ausfüllung des Hohlrads vorgesehen werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das zweite Zahnrad eine in Längsrichtung mittige Öffnung aufweist, in welche ein auf zumindest einer Seite der Öffnung überstehender Zapfen eingefügt ist oder der Zapfen (32) mit dem Zahnrad (18) integral ausgebildet ist, wobei die
Begrenzungseinrichtung zumindest ein, in einer Kreisbahn des zweiten Zahnrads angeordnetes Begrenzungselement aufweist, welches in einer ersten
Bewegungsrichtung und einer zweiten Bewegungsrichtung des zweiten Zahnrads einen Endanschlag des Zapfens bildet. Aufgrund des Überstands des Zapfens auf zumindest einer Seite der Öffnung des zweiten Zahnrads liegt der
Endanschlag in vorteilhafter Weise außerhalb eines Bewegungsbereiches des zweiten Zahnrads, sodass ausschließlich der Zapfen mit dem Endanschlag Kontakt bildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Zapfen in einer in dem Lenkungsgehäuse ausgebildeten Nut führbar ist, welche entlang der Kreisbahn des zweiten Zahnrads ausgebildet ist, wobei ein in einer ersten Bewegungsrichtung des zweiten Zahnrads ausgebildeter erster
Endabschnitt der Nut einen ersten Endanschlag des Zapfens bildet, und wobei ein in einer zweiten Bewegungsrichtung des zweiten Zahnrads ausgebildeter zweiter Endabschnitt der Nut einen zweiten Endanschlag des Zapfens bildet. Die in dem Lenkungsgehäuse ausgebildete Nut übernimmt somit in vorteilhafter Weise sowohl eine Führungsfunktion als auch die Funktion eines jeweiligen Endanschlags des zweiten Zahnrads.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Endabschnitt der Nut und der zweite Endabschnitt der Nut derart an eine Form des Zapfens angepasst sind, dass der Zapfen mit maximaler Schmiegung an den ersten Endabschnitt der Nut und den zweiten Endabschnitt der Nut anlegbar ist. Somit kommt es in vorteilhafter Weise zu keiner übermäßigen Beanspruchung bzw. Abnutzung des Zapfens am Anschlag, da der Zapfen der Form des
Anschlags entspricht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das zweite Zahnrad radial durch das erste Zahnrad und das Hohlrad führbar ist. Das erste Zahnrad und das Hohlrad sind somit in vorteilhafter Weise dazu
ausgebildet, eine ausschließliche Führungsfunktion des zweiten Zahnrads bereitzustellen. Somit kann vorzugsweise auf weitere Führungselemente verzichtet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Zapfen an einem geringsten Radius und an einem größten Radius der Nut Radialspiel aufweist. Somit weist der Zapfen in vorteilhafter Weise keinen Kontakt mit der Nut auf, da diese lediglich entlang der Kreisbahn des zweiten Zahnrads ausgebildet ist. Die primäre Funktion der Nut besteht somit in vorteilhafter Weise darin, einen Anschlag für den Zapfen bereitzustellen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest ein Dämpfungselement an dem Endanschlag des zweiten Zahnrads oder des Zapfens angeordnet ist, wobei das Dämpfungselement als Elastomer- Einlegeteil ausgebildet ist. Somit kann in vorteilhafter Weise eine
Geräuschentwicklung im Bereich des Endanschlags sowie ein weitestgehend linearer Kraftabbau des Zapfens bzw. des Zahnrads am Endanschlag
gewährleistet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Lenkungsgehäuse einen ersten Gehäuseabschnitt und einen, an dem ersten Gehäuseabschnitt durch zumindest ein Befestigungsmittel befestigbaren zweiten Gehäuseabschnitt aufweist, wobei der erste Gehäuseabschnitt und/oder der zweite Gehäuseabschnitt eine Aussparung aufweisen, in welche das Hohlrad eingefügt ist. Durch die integrale Ausbildung des Hohlrads mit dem ersten Gehäuseabschnitt kann in vorteilhafter Weise die Anzahl verbauter Teile reduziert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Lenkungsgehäuse einen ersten Gehäuseabschnitt und einen, an dem ersten Gehäuseabschnitt durch zumindest ein Befestigungsmittel befestigbaren zweiten Gehäuseabschnitt aufweist, wobei das Hohlrad an einem, zu dem ersten
Gehäuseabschnitt benachbart angeordneten axialen Endabschnitt des zweiten Gehäuseabschnitts mit dem zweiten Gehäuseabschnitt integral ausgebildet ist, und wobei der erste und/oder zweite Gehäuseabschnitt eine Aussparung aufweist, in welche das mit dem ersten Gehäuseabschnitt integral ausgebildete Hohlrad eingefügt ist. Durch die integrale Ausbildung des Hohlrads mit dem ersten Gehäuseabschnitt kann in vorteilhafter Weise eine Reduzierung der verbauten Teile erreicht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Gehäuseabschnitt und der zweite Gehäuseabschnitt im montierten Zustand derart aneinander gefügt sind, dass diese eine zueinander bündige
Außenoberfläche aufweisen. Die Aussparung zur Aufnahme des Hohlrads ist somit vorzugsweise im Inneren des Lenkungsgehäuses angeordnet. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die
Verzahnung des ersten Zahnrads, des zweiten Zahnrads und des Hohlrads geradeverzahnt ausgebildet sind, und wobei das zweite Zahnrad und das Hohlrad sintertechnisch herstellbar sind. Durch die geradeverzahnte Ausbildung der Zahnräder werden in vorteilhafter Weise keine zusätzlichen Kräfte erzeugt, welche im Betrieb der Getriebevorrichtung auf die Zahnräder wirken. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Betätigungskraft der Getriebevorrichtung minimal gehalten werden.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren. 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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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.
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.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Lenkeinrichtung für ein
Kraftfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer Getriebevorrichtung der
Lenkeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines Lenkungsgehäuses der
Lenkeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Getriebevorrichtung der
Lenkeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Getriebevorrichtung der
Lenkeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts
Gegenteiliges angegeben ist. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Lenkeinrichtung für ein
Kraftfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Die Lenkeinrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug weist vorzugsweise ein
Lenkungsgehäuse 10 auf. In das Lenkungsgehäuse 10 ist in vorteilhafter Weise zumindest abschnittsweise eine Lenkspindel 12 eingefügt und in diesem drehbar gelagert. In dem Lenkungsgehäuse 10 ist des Weiteren vorzugsweise eine Getriebevorrichtung 13 angeordnet. Die Getriebevorrichtung 13 weist
vorzugsweise ein erstes Zahnrad 14 auf. Das erste Zahnrad 14 ist vorzugsweise durch eine an der Lenkspindel 12 umlaufend ausgebildete Verzahnung ausgebildet. Die Getriebevorrichtung 13 weist überdies ein zum ersten Zahnrad
14 konzentrisches, positionsfest angeordnetes Hohlrad 16 auf.
Darüber hinaus weist die Getriebevorrichtung 13 ein drehbeweglich
angeordnetes zweites Zahnrad 18 auf. Das zweite Zahnrad 18 kämmt mit dem ersten Zahnrad 14 und einer Innenverzahnung 16a des Hohlrads 16 und ist bei einer Drehung der Lenkspindel 12 in vorteilhafter Weise entlang dem Hohlrad 16 bewegbar. Die Getriebevorrichtung 13 weist des Weiteren vorzugsweise eine Begrenzungseinrichtung 20 zur Begrenzung einer Drehbewegung der
Lenkspindel 12 auf. Die Begrenzungseinrichtung 20 ist vorzugsweise dazu ausgebildet, eine Bewegung des zweiten Zahnrads 18 entlang dem Hohlrad 16 zu begrenzen.
Das zweite Zahnrad 18 weist vorzugsweise eine in Längsrichtung mittige Öffnung 30 auf, in welche ein auf zumindest einer Seite der Öffnung 30 überstehender Zapfen 32 eingefügt ist. Alternativ kann der Zapfen beispielsweise mit dem
Zahnrad integral ausgebildet bzw. angeformt sein.
Das zweite Zahnrad 18 ist vorzugsweise entlang einer in dem Lenkungsgehäuse 10 ausgebildeten Nut 33 führbar. Die Nut 33 erstreckt sich vorzugsweise entlang einer Kreisbahn A2 des zweiten Zahnrads 18 der Getriebevorrichtung 13. Die Nut
33 weist vorzugsweise einen ersten Endabschnitt 33a und einen zweiten Endabschnitt 33b auf, welche jeweils als Endanschlag des Zapfens 32 wirken. Des Weiteren ist an das Lenkungsgehäuse 10 vorzugsweise eine
Elektromotor/Getriebeeinheit 15 angeflanscht, welche dazu ausgebildet ist, eine Kraft auf die Lenkspindel 12 auszuüben. In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei der Lenkeinrichtung um eine Steer-by-Wire-Lenkeinrichtung. Die Elektromotor/Getriebeeinheit soll dem Fahrer entsprechend der jeweiligen Fahrsituation einen vorgegebenen Lenkradwiderstand erzeugen, um ein natürliches Fahrgefühl zu vermitteln. Alternativ ist die vorliegende
Lenkeinrichtung jedoch auch im Kontext anderer Lenksysteme einsetzbar.
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Getriebevorrichtung der
Lenkeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Der Zapfen 32, welcher in der in Längsrichtung mittigen Öffnung 30 des zweiten Zahnrads 18 eingefügt ist, steht vorzugsweise beidseitig der Öffnung über.
Alternativ kann der Zapfen 32 auch lediglich einseitig der Öffnung 30 überstehen. Die Begrenzungseinrichtung 20 weist an jeweiligen Endabschnitten 33a, 33b der Nut 33 Begrenzungselemente 25 auf. Die Begrenzungselemente 25 bilden vorzugsweise einen Endanschlag des Zapfens 32. Das Begrenzungselement 25 ist vorzugsweise durch die jeweiligen Endabschnitte 33a, 33b der Nut 33 gebildet. Darüber hinaus ist an den jeweiligen Endabschnitten 33a, 33b der Nut 33 ein jeweiliges Dämpfungselement 34a, 34b in die Nut 33 eingesetzt. Das Dämpfungselement 34a, 34b ist vorzugsweise als Elastomer-Einlegeteil ausgebildet. Das Dämpfungselement 34 kann somit den Anschlag des Zapfens 32, insbesondere eine Geräuschentwicklung, reduzieren und eine Kraft abbauen.
Der Zapfen 32 ist vorzugsweise in der in dem Lenkungsgehäuse 10
ausgebildeten Nut 33 führbar. Die Nut 33 ist vorzugsweise entlang der Kreisbahn A2 des Zapfens 32 bzw. des zweiten Zahnrads 18 ausgebildet. Der in einer ersten Bewegungsrichtung BR1 des zweiten Zahnrads 18 ausgebildete erste Endabschnitt 33a der Nut 33 bildet somit einen ersten Endanschlag des Zapfens 32. Der in einer zweiten Bewegungsrichtung BR2 des zweiten Zahnrads 18 ausgebildete zweite Endabschnitt 33b der Nut 33 bildet somit vorzugsweise einen zweiten Endanschlag des Zapfens 32. Der erste Endabschnitt 33a der Nut 33 und der zweite Endabschnitt 33b der Nut 33 sind vorzugsweise derart an eine Form des Zapfens 32 angepasst, dass der Zapfen 32 mit maximaler Schmiegung an den ersten Endabschnitt 33a der Nut 33 und dem zweiten Endabschnitt 33b der Nut 33 anlegbar ist. Alternativ kann die Nut im Bereich des ersten Endabschnitts 33a und des zweiten Endabschnitts 33b der Nut 33 eine andere geeignete Form aufweisen.
Das zweite Zahnrad 18 ist vorzugsweise radial durch das erste Zahnrad 14 und das Hohlrad 16 führbar. Die Nut 33 weist somit vorzugsweise die Funktion der Bereitstellung jeweiliger Endanschläge für den Zapfen 32 auf. Der Zapfen 32 weist vorzugsweise an einem geringsten Radius Rmin und an einem größten Radius Rmax der Nut 33 Radialspiel auf. Die Verzahnung des ersten Zahnrads 14, des zweiten Zahnrads 18 und des Hohlrads 16 sind vorzugsweise
geradeverzahnt ausgebildet. Das zweite Zahnrad 18 und das Hohlrad 16 sind darüber hinaus vorzugsweise sintertechnisch herstellbar. Alternativ können das zweite Zahnrad 18 und das Hohlrad 16 beispielsweise über ein anderes geeignetes Verfahren herstellbar sein.
Fig. 3 zeigt eine Längsschnittansicht eines Lenkungsgehäuses der
Lenkeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Die Lenkeinrichtung 10 weist vorzugsweise einen ersten Gehäuseabschnitt 36 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 38 auf. Der zweite Gehäuseabschnitt 38 ist vorzugsweise an dem ersten Gehäuseabschnitt 36 durch eine Mehrzahl von Befestigungsmitteln 40 befestigt. Die Befestigungsmittel 40 sind vorzugsweise als Bolzen ausgebildet, welche sich durch jeweilige in dem ersten
Gehäuseabschnitt 36 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 38 ausgebildete Öffnungen erstrecken.
Der erste Gehäuseabschnitt 36 und der zweite Gehäuseabschnitt 38 weisen vorzugsweise eine Aussparung 39 auf, in welche das Hohlrad 16 eingefügt ist. Der erste Gehäuseabschnitt 36, der zweite Gehäuseabschnitt 38 und das Hohlrad 16 sind somit als Einzelkomponenten ausgebildet. Der Zapfen 32 ist vorzugsweise in der in dem ersten Gehäuseabschnitt 36 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 38 ausgebildeten Nut 33 aufgenommen. Alternativ kann die Nut beispielsweise auch nur in dem ersten Gehäuseabschnitt 36 oder in dem zweiten Gehäuseabschnitt 38 ausgebildet sein. Darüber hinaus ist das zweite Zahnrad 18 in der Aussparung 39 aufgenommen und kämmt mit dem Hohlrad 16 und dem ersten Zahnrad 14.
Alternativ kann das Hohlrad 16 beispielsweise an dem, zu dem zweiten
Gehäuseabschnitt 38 benachbart angeordneten axialen Endabschnitt 36a des ersten Gehäuseabschnitts 36 mit dem ersten Gehäuseabschnitt 36 integral ausgebildet sein. Ferner alternativ kann das Hohlrad 16 an dem, zu dem ersten Gehäuseabschnitt 36 benachbart angeordneten axialen Endabschnitt 38a des zweiten Gehäuseabschnitts 38 mit dem zweiten Gehäuseabschnitt 38 integral ausgebildet sein. Die Aussparung 39 ist vorzugsweise in dem zum Hohlrad 16 jeweils gegenüberliegend angeordneten Gehäuseabschnitt 36, 38 ausgebildet. Alternativ kann die Aussparung 39 beispielsweise sowohl in dem ersten
Gehäuseabschnitt 36 als auch in dem zweiten Gehäuseabschnitt 38 oder nur in einem der Gehäuseabschnitte 36, 38 ausgebildet sein.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Getriebevorrichtung der
Lenkeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die Lenkspindel 12 ist vorzugsweise mit dem zweiten Zahnrad 18 durch einen Steg 22 verbunden. Der Steg 22 fixiert das zweite Zahnrad 18 vorzugsweise in einem vorbestimmten Abstand Rl zur Lenkspindel 12. Der Steg 22 ist vorzugsweise zur Lenkspindel 12 drehbar gelagert und an einer Mittellängsachse AI des zweiten Zahnrads 18 mit diesem verbunden. Ein Begrenzungselement 24, welches dazu ausgebildet ist, eine Bewegung des zweiten Zahnrads 18 entlang dem Hohlrad 16 zu begrenzen, ist vorzugsweise durch einen Vorsprung des Lenkungsgehäuses 10 ausgebildet. Alternativ kann das
Begrenzungselement 24 eine andere geeignete Form wie beispielsweise eine Stiftform aufweisen. Das zweite Zahnrad wird vorzugsweise durch die
Begrenzungselemente 24a, 24b in seiner Bewegung begrenzt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der Getriebevorrichtung der
Lenkeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
Alternativ zu der in Fig. 4 gezeigten Ausbildung der Begrenzungselemente ist in der vorliegenden Ausführungsform das Begrenzungselement 24 durch eine abschnittsweise Ausfüllung 28 des Hohlrads 16 ausgebildet. Die Ausfüllung erfolgt vorzugsweise mit einem Elastomer-Einlegeteil, das zugleich eine
Dämpfungsfunktion aufweist.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise ist eine Geometrie der Getriebevorrichtung an jeweilige bauliche
Anforderungen anpassbar. Darüber hinaus ist die Begrenzungseinrichtung auch in anderer geeigneter Weise realisierbar. Beispielsweise kann die
Begrenzungseinrichtung mit dem Hohlrad 16, dem Lenkungsgehäuse 10 und/oder der Lenkspindel 12 verbunden sein.
Bezugszeichenliste
1 Lenkeinrichtung
10 Lenkungsgehäuse
12 Lenkspindel
12a Verzahnung
14 erstes Zahnrad
15 Elektromotor/Getriebeeinheit
13 Getriebevorrichtu ng
16 Hohlrad
16a Verzahnung
18 zweites Zahnrad
20 Begrenzungseinrichtung
22 Steg
24a, 24b Begrenzungselement
25 Begrenzungselement
28 Ausfüllung
30 Öffnung
32 Zapfen
33 Nut
33a erster Endabschnitt der Nut
33b zweiter Endabschnitt der Nut
34a, 34b Dämpfungselement
36 erster Gehäuseabschnitt
36a axialer Endabschnitt
38 zweiter Gehäuseabschnitt
38a axialer Endabschnitt
39 Aussparung
40 Befestigungsmittel
AI Mittellängsachse
Rl radialer Abstand
BR1 erste Bewegungsrichtung
BR2 zweite Bewegungsrichtung
A2 Kreisbahn
Rmin geringster Radius
Rmax größter Radius

Claims

Ansprüche
1 . Lenkeinrichtung (1 ) für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkungsgehäuse (10), einer zumindest abschnittsweise in das Lenkungsgehäuse (10) eingefügten und in diesem drehbar gelagerten Lenkspindel (12) und einer in dem Lenkungsgehäuse (10) angeordneten Getriebevorrichtung (13), welche ein erstes Zahnrad (14) aufweist, das durch eine an der Lenkspindel (12) umlaufend ausgebildete Verzahnung (12a) ausgebildet ist, wobei die Getriebevorrichtung (13) ein zum ersten Zahnrad (14) konzentrisches, positionsfest angeordnetes Hohlrad (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (13) ein drehbeweglich angeordnetes zweites
Zahnrad (18) aufweist, welches mit dem ersten Zahnrad (14) und einer Innenverzahnung (16a) des Hohlrads (16) kämmt und bei einer Drehung der Lenkspindel (12) entlang dem Hohlrad (16) bewegbar ist, wobei die
Getriebevorrichtung (13) eine Begrenzungseinrichtung (20) zur Begrenzung einer Drehbewegung der Lenkspindel (12) aufweist, welche dazu
ausgebildet ist, eine Bewegung des zweiten Zahnrads (18) entlang dem Hohlrad (16) zu begrenzen.
2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Lenkspindel (12) mit dem zweiten Zahnrad (18) durch einen Steg (22) verbunden ist, welcher das zweite Zahnrad (18) in einem vorbestimmten radialen Abstand (R1 ) zur Lenkspindel (12) fixiert, wobei der Steg (22) zur Lenkspindel (12) drehbar gelagert und an einer Mittellängsachse (A1 ) des zweiten Zahnrads (18) mit diesem verbunden ist.
3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinrichtung (20) zumindest ein, in einer Kreisbahn (A2) des zweiten Zahnrads (18) angeordnetes Begrenzungselement (24a, 24b) aufweist, welches in einer ersten Bewegungsrichtung (BR1 ) und einer zweiten Bewegungsrichtung (BR2) des zweiten Zahnrads (18) einen
Endanschlag des zweiten Zahnrads (18) bildet. Lenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Begrenzungselement (24a, 24b) durch einen Vorsprung des
Lenkungsgehäuses (10) oder durch eine zumindest abschnittsweise Ausfüllung (28) des Hohlrads (16) ausgebildet ist.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnrad (18) eine in Längsrichtung mittige Öffnung (30) aufweist, in welche ein auf zumindest einer Seite der Öffnung (30) überstehender Zapfen (32) eingefügt ist oder der Zapfen (32) mit dem Zahnrad (18) integral ausgebildet ist, wobei die Begrenzungseinrichtung (20) zumindest ein, in einer Kreisbahn (A2) des zweiten Zahnrads (18) angeordnetes Begrenzungselement (25) aufweist, welches in einer ersten Bewegungsrichtung (BR1 ) und einer zweiten Bewegungsrichtung (BR2) des zweiten Zahnrads (18) einen Endanschlag des Zapfens (32) bildet.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (32) in einer in dem Lenkungsgehäuse (10) ausgebildeten Nut (33) führbar ist, welche entlang der Kreisbahn (A2) des zweiten Zahnrads (18) ausgebildet ist, wobei ein in einer ersten Bewegungsrichtung (BR1 ) des zweiten Zahnrads (18) ausgebildeter erster Endabschnitt (33a) der Nut (33) einen ersten Endanschlag des Zapfens (32) bildet, und wobei ein in einer zweiten Bewegungsrichtung (BR2) des zweiten Zahnrads (18) ausgebildeter zweiter Endabschnitt (33b) der Nut (33) einen zweiten Endanschlag des Zapfens (32) bildet.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endabschnitt (33a) der Nut (33) und der zweite Endabschnitt (33b) der Nut (33) derart an eine Form des Zapfens (32) angepasst sind, dass der Zapfen
(32) mit maximaler Schmiegung an den ersten Endabschnitt (33a) der Nut
(33) und den zweiten Endabschnitt (33b) der Nut (33) anlegbar ist.
Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnrad (18) radial durch das erste Zahnrad (14) und das Hohlrad (16) führbar ist. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass der Zapfen (32) an einem geringsten Radius (Rmin) und an einem größten Radius (Rmax) der Nut (33) Radialspiel aufweist.
Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest ein Dämpfungselement (34a, 34b) an dem Endanschlag des zweiten Zahnrads (18) oder des Zapfens (32) angeordnet ist, wobei das Dämpfungselement (34a, 34b) als Elastomer-Einlegeteil ausgebildet ist.
1 1 . Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass das Lenkungsgehäuse (10) einen ersten
Gehäuseabschnitt (36) und einen, an dem ersten Gehäuseabschnitt (36) durch zumindest ein Befestigungsmittel (40) befestigbaren zweiten
Gehäuseabschnitt (38) aufweist, wobei der erste Gehäuseabschnitt (36) und/oder der zweite Gehäuseabschnitt (38) eine Aussparung (39) aufweisen, in welche das Hohlrad (16) eingefügt ist.
12. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass das Lenkungsgehäuse (10) einen ersten
Gehäuseabschnitt (36) und einen, an dem ersten Gehäuseabschnitt (36) durch zumindest ein Befestigungsmittel (40) befestigbaren zweiten
Gehäuseabschnitt (38) aufweist, wobei das Hohlrad (16) an einem, zu dem zweiten Gehäuseabschnitt (38) benachbart angeordneten axialen
Endabschnitt (36a) des ersten Gehäuseabschnitts (36) mit dem ersten
Gehäuseabschnitt (36) integral ausgebildet ist, und wobei der erste und/oder zweite Gehäuseabschnitt (36, 38) eine Aussparung (39) aufweist, in welche das mit dem ersten Gehäuseabschnitt (36) integral ausgebildete Hohlrad (16) eingefügt ist.
13. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass das Lenkungsgehäuse (10) einen ersten
Gehäuseabschnitt (36) und einen, an dem ersten Gehäuseabschnitt (36) durch zumindest ein Befestigungsmittel (40) befestigbaren zweiten
Gehäuseabschnitt (38) aufweist, wobei das Hohlrad (16) an einem, zu dem ersten Gehäuseabschnitt (36) benachbart angeordneten axialen Endabschnitt (38a) des zweiten Gehäuseabschnitts (38) mit dem zweiten Gehäuseabschnitt (38) integral ausgebildet ist, und wobei der erste und/oder zweite Gehäuseabschnitt (36, 38) eine Aussparung (39) aufweist, in welche das mit dem ersten Gehäuseabschnitt (36) integral ausgebildete Hohlrad (16) eingefügt ist.
14. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass der erste Gehäuseabschnitt (36) und der zweite Gehäuseabschnitt (38) im montierten Zustand derart aneinander gefügt sind, dass diese eine zueinander bündige Außenoberfläche aufweisen.
15. Lenkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verzahnung des ersten Zahnrads (14), des zweiten Zahnrads (18) und des Hohlrads (16) geradeverzahnt ausgebildet sind, und wobei das zweite Zahnrad (18) und das Hohlrad (16)
sintertechnisch herstellbar sind.
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