WO2019068493A1 - Lenkgetriebe und verfahren zur montage eines lenkgetriebes für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Lenkgetriebe und verfahren zur montage eines lenkgetriebes für ein kraftfahrzeug Download PDF

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WO2019068493A1
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steering
steering pinion
pinion
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worm wheel
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Alexander REIFSCHNEIDER
Mario GIBBAT
Christian PISULA
Alfred Mueller
Andreas Stahl
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Robert Bosch Gmbh
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    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type

Definitions

  • the invention relates to a steering gear for a motor vehicle.
  • the invention further relates to a method for mounting a steering gear for a
  • Steering housing sits, but this is close to the footwell of the driver. Due to this aspect, it is proceeded to arrange the servo drive on the underside of the steering housing.
  • this causes disadvantages during assembly and product design. These disadvantages are primarily caused by the fact that the worm, as the output of the servo drive, can not be pre-assembled as before with the steering pinion, but in the
  • Steering housing must be joined with the steering pinion.
  • the steering pinion can not be pushed through as by other electromechanical power steering systems through the teeth of the rack, since here the flange for the worm wheel in the way.
  • DE 10 2011 080 979 AI discloses a power transmission arrangement, in particular for a steering assistance, comprising a rotary drive motor, a drive worm, which by a rotor shaft of the
  • Drive motor is driven, a first pinion shaft, on which a first pinion and a first worm wheel are arranged, a second pinion shaft, on which a second pinion and a second worm wheel are arranged, a
  • a double gear member having a first and a second row of teeth, which are arranged opposite to each other and parallel to each other, wherein the first pinion engage in the first row of teeth and the second pinion in the second row of teeth, wherein the first and the second worm wheel on
  • one of the pinion shafts is movably mounted in a direction to the drive screw and acted upon by a force and that the rotor shaft between the
  • the invention is therefore based on the object, an improved steering gear and an improved method for mounting a steering gear
  • the task is with a steering gear for a motor vehicle with the
  • the present invention provides a steering gear for a motor vehicle having a steering gear housing and a steering shaft coupled to a steering pinion, which is inserted into the steering gear housing and with a rack engaged with a servo drive for providing a steering assist force to the steering pinion, wherein the servo drive one of a
  • An electric motor driven worm and a worm wheel which is in engagement with the worm, wherein a socket is pressed into a concentric opening of the worm wheel, wherein the steering pinion is inserted into the socket, and wherein the sleeve is adapted to a of the
  • the present invention further provides a method of assembling a steering gear for a motor vehicle.
  • the method includes mounting a preassembly assembly by providing a worm wheel and a bushing, the worm wheel being mounted on an inner circumference
  • Outer circumference of the sleeve is pressed, wherein on the outer circumference of the sleeve, a tolerance ring is arranged, which is adapted to produce a flow of force between the sleeve and the worm wheel.
  • the method further includes pressing in a fixed bearing for supporting a steering pinion in a steering gear housing.
  • the method further includes retracting the steering pinion in the
  • the method further comprises engaging a gear formed on an outer circumference of the worm wheel with a worm coupled to a servo drive.
  • the method further includes pressing the preassembled assembly on an inner circumference of the bushing onto the steering pinion retracted into the steering gear housing.
  • One idea of the present invention is that, due to the provision of the bush, which is pressed into the concentric of the worm wheel and the Steering pinion is also inserted into the socket to transmit the torque acting on the sleeve of the worm on the steering pinion.
  • the sleeve for example, a radial distance between the steering pinion and worm wheel can be compensated.
  • the steering pinion in the region of the worm wheel can be implemented so slim that the steering pinion can be mounted in a conventional manner, the pinion is pushed through the teeth of the rack through.
  • the seat of the worm wheel can be designed so that the tolerance ring can be installed.
  • the sleeve allows precise axial and radial positioning of the
  • Worm wheel to the steering pinion which in turn a precise positioning of a toothing of the worm wheel, which engages in the connected to the servo drive worm, can be achieved.
  • the mounting method has the advantage that for mounting only small
  • the steering pinion has a first axial end section, which is connectable to the steering shaft, and a second axial end section, to which the socket is fastened to the steering pinion, wherein a serration is formed at least in sections on an outer circumference of the steering pinion is, and wherein on an inner circumference of the bush, a serration is formed, which for torque transmission between the bushing and steering pinion with the
  • the steering pinion can be easily and precisely arranged in the socket and positioned to this, with the respective serrations allow reliable power transmission.
  • the bush is designed to bridge a difference in diameter between the worm wheel and the steering pinion, wherein the serration of the steering pinion is adapted to transmit a torque between the bush and steering pinion play.
  • the bushing can advantageously be adapted to a corresponding size of the worm wheel such that an effective diameter compensation between worm wheel and steering pinion can take place, whereby the play-free torque transmission between the steering pinion and bushing can be made possible.
  • the steering pinion in the region of the worm wheel can be implemented so slim that the steering pinion can be mounted in a conventional manner, the pinion is pushed through the teeth of the rack through.
  • the seat of the worm wheel can be designed so that the tolerance ring can be installed.
  • a backlash between the serration of the sleeve and the serration of the steering pinion is provided by forming the serration of the steering pinion with a longitudinal crown, wherein the serration of the sleeve and the serration of the steering pinion have an interference fit, and wherein the Serration of the steering pinion on one of the axial end portions has a predetermined inclination angle relative to a radial axis of the steering pinion.
  • the bushing on an outer surface a first seat for receiving a
  • a slip clutch and a second seat for receiving an inner circumference of the concentric opening of the worm wheel, wherein the first seat has a first diameter and the second seat has a second diameter, wherein the first diameter is smaller than the second diameter, wherein the second seat of a , formed at a first axial end portion of the sleeve radial projection to a second axial end portion of the Socket extends, and wherein the first seat is formed in the axial direction of the sleeve within the second seat.
  • Worm wheel on the sleeve of the radial projection acts as a stop. Furthermore, advantageously, the slip clutch in the seat with less
  • the radial projection of the bushing is arranged adjacent to a fixed bearing inserted in the steering gear housing, wherein the radial projection of the bushing forms a stop for the pressed onto the bush worm wheel.
  • the slip clutch can thus be realized in an advantageous manner with structurally simple means and depending on the corresponding
  • the worm wheel to the steering pinion formed by the steering pinion
  • Centering is positioned, wherein a first centering in
  • Axial direction of the steering pinion before the serration and a second Centering portion is arranged in the axial direction of the steering pinion after the serration, and wherein the first centering and the second
  • Centering have a same diameter.
  • a thread is formed, on which a lock nut is screwed, wherein the socket as
  • Spacer between the lock nut and the bearing for axial securing of the fixed bearing is formed on the steering pinion, wherein the sleeve is adapted to transmit a generated during movement of the steering pinion axial force of the fixed bearing on the lock nut, and wherein at the second axial end portion of the steering pinion arranged thread is adapted to support tangential and axial forces of the socket. Due to the fact that the bushing at a first axial end portion on the
  • a bearing seat of the steering pinion has a larger diameter than a tooth tip circle of the serration of the steering pinion, and wherein a
  • Tooth tip circle diameter preferably also a root diameter, a further, formed in the region of the rack toothing of the steering pinion is greater than the bearing seat of the steering pinion.
  • Embodiments of the invention mediate. They illustrate
  • Fig. 1 is a cross-sectional view of a steering gear for a motor vehicle according to a preferred embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a steering pinion according to the
  • Fig. 3 is a schematic representation of a socket according to the preferred embodiment
  • Fig. 1 shows a cross-sectional view of a steering gear for a motor vehicle according to a preferred embodiment of the invention.
  • the steering gear 1 for the motor vehicle has a steering gear housing 10 and a steering gear 12 which can be coupled to a steering pinion 14.
  • the steering pinion 14 is inserted into the steering gear housing 10 and is engaged with a rack 16.
  • the steering gear 1 further has a servo drive 18 for providing a steering assist force to the steering pinion 14.
  • the servo drive 18 has a worm 22 driven by an electric motor 20 and a worm wheel 24.
  • the worm wheel 24 is engaged with the worm 22.
  • the steering gear 1 has a socket 26.
  • the bush 26 is in the region of an outer circumference of the bush 26 in a concentric opening 24 a of
  • the bush 26 is further configured to transmit a torque M acting on the bushing 26 from the worm wheel 24 to the steering pinion 14.
  • the steering pinion 14 has a first axial end portion 14a and a second axial end portion 14b.
  • the first axial end portion 14a is connectable to the steering shaft 12.
  • the bushing 26 is fixed to the steering pinion 14.
  • Steering pinion 14 is partially formed a serration 14d. On an inner circumference 26a of the bush 26, a serration 26b is also formed. The serration 26b is for torque transmission between the sleeve 26 and steering pinion 14 with the serration 14d of the steering pinion 14 in engagement.
  • the bush 26 is further configured to bridge a difference in diameter between the worm wheel 24 and the steering pinion 14, where the serration 14d of the steering pinion 14 is adapted to a
  • a radial projection 30 of the bush 26 is adjacent to one in the
  • Steering gear housing 10 used fixed bearing 32 arranged.
  • the radial projection 30 of the bushing 26 thereby forms a face stop 34 for the worm wheel 24 pressed onto the bushing.
  • a slip-in coupling 28 which is pressed into the first seat 26d of the bushing 26, is provided for forming an overload safety device of the steering pinion 14.
  • the slip clutch 28 is preferably formed by a tolerance ring. Alternatively, the
  • Slip clutch be arranged in another suitable manner by correspondingly shaped metal sheets.
  • a thread 35 is formed, on which a lock nut 36 is screwed.
  • the socket is thus formed as a spacer between the lock nut 36 and the fixed bearing 32 for axially securing the fixed bearing 32 on the pinion 14.
  • the sleeve 26 is adapted to transmit an axial force of the fixed bearing 32 generated upon movement of the steering pinion on the lock nut 36, and wherein the arranged at the second axial end portion 14 b of the steering pinion 14 thread 35 is adapted to tangential and axial forces of the socket 26 support.
  • a bearing seat 14i of the steering pinion 14 preferably has a larger one
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a steering pinion according to the preferred embodiment of the invention. A backlash between the serration of the socket and the socket.
  • Serration 14d of the steering pinion 14 can be provided in an advantageous manner by forming the serration 14d of the steering pinion 14 with a longitudinal crowning.
  • the serration of the bush and the serrations 14d of the steering pinion 14 advantageously have an interference fit.
  • the serration 14d of the steering pinion 14 also has at one of the axial end portions 14e, 14f a predetermined inclination angle relative to a radial axis R of the steering pinion 14.
  • the worm wheel (not shown in FIG. 2) can thus be positioned relative to the steering pinion 14 by centering sections 14g, 14h formed on the steering pinion 14.
  • a first centering section 14g is arranged in the axial direction A of the steering pinion 14 in front of the serration 14d and a second centering section 14h in the axial direction A of the steering pinion 14 after the serration 14d.
  • the first centering section 14g and the second centering section 14h have a same diameter.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a socket according to the preferred embodiment of the invention.
  • the bush 26 has on an outer surface 26c a first seat 26d for receiving a friction clutch (not shown in FIG. 3) and a second seat 26e for receiving an inner periphery of the concentric opening of the worm wheel (not shown in FIG. 3).
  • the first seat 26d has a first diameter D1 and the second seat 26e has a second diameter D2.
  • the first diameter Dl is preferably smaller than the second diameter D2, with the second seat 26e extending from a radial projection formed on a first axial end portion 26f of the sleeve 26 to a second axial end portion 26g of the sleeve 26. Further, the first seat 26d is formed in the axial direction A of the sleeve 26 within the second seat 26e.
  • the method for assembling a steering gear for a motor vehicle includes mounting S1 a preassembly assembly by providing a
  • Inner circumference is pressed onto an outer circumference of the socket.
  • the method further comprises a pressing S2 of a fixed bearing for supporting a steering pinion in a steering gear housing.
  • the method further comprises retracting S3 of the steering pinion into the
  • the method further comprises engaging S4 a gear formed on an outer circumference of the worm wheel with a worm coupled to a servo drive.
  • the method further comprises pressing in S5 of
  • a shape, size and / or nature of the components of the steering gear for the motor vehicle can be modified.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Buchse (26) in eine konzentrische Öffnung (24a) des Schneckenrads (24) eingepresst ist, wobei das Lenkritzel (14) in die Buchse (26) eingefügt ist, und wobei die Buchse (26) dazu ausgebildet ist, ein von dem Schneckenrad (24) auf die Buchse (26) wirkendes Drehmoment (M) auf das Lenkritzel (14) zu übertragen.Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Montage eines Lenkgetriebes (1) für ein Kraftfahrzeug.

Description

Beschreibung Titel
Lenkgetriebe und Verfahren zur Montage eines Lenkgetriebes für ein
Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Montage eines Lenkgetriebes für ein
Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Im Bereich der Lenkungen wird bei kleineren Kraftfahrzeugen immer mehr auf die Variante einer elektromechanischen Servolenkung mit einem Servoantrieb im Bereich des Lenkritzels gesetzt. Diese Variante stellt aufgrund einer geringeren Anzahl an kostenrelevanten Bauteilen die günstigste Variante der
elektromechanischen Servolenkung dar.
Wie bei den meisten technischen Produkten kommt es auch hier zu einem Interessenkonflikt. Das Package, also Form und Größe des Bauraums, den die Lenkung einnimmt, stellt ein wesentliches Kriterium dar. Da bei vorstehend genannter elektromechanischer Servolenkung der Servoantrieb direkt am Lenkritzel angeordnet ist, kann dieses auch nur um die Achse dieses Ritzels gedreht werden.
Platziert man den Servoantrieb am oberen Ende des Lenkritzels, also auf der Seite des Lenkwellenausgangs, ergeben sich aus Sicht der Montage und des Kraftflusses Vorteile. Da der Servoantrieb hier auf der Oberseite des
Lenkgehäuses sitzt, befindet sich dieser jedoch nahe am Fußraum des Fahrers. Aufgrund dieses Aspektes wird dazu übergegangen, den Servoantrieb auf der Unterseite des Lenkgehäuses anzuordnen. Hierdurch entstehen jedoch Nachteile bei der Montage und dem Produktdesign. Diese Nachteile werden in erster Linie dadurch hervorgerufen, dass das Schneckenrad, als Abtrieb des Servoantriebs, nicht wie bisher mit dem Lenkritzel vormontiert werden kann, sondern im
Lenkgehäuse mit dem Lenkritzel zusammengefügt werden muss.
Des Weiteren kann das Lenkritzel nicht wie bei anderen elektromechanischen Servolenkungen durch die Verzahnung der Zahnstange hindurchgeschoben werden, da hier der Flansch für das Schneckenrad im Weg ist.
DE 10 2011 080 979 AI offenbart eine Kraftübertragungsanordnung, insbesondere für eine Lenkunterstützung, umfassend einen rotatorischen Antriebsmotor, eine Antriebsschnecke, die durch eine Rotorwelle des
Antriebsmotors antreibbar ist, eine erste Ritzelwelle, auf der ein erstes Ritzel und ein erstes Schneckenrad angeordnet sind, eine zweite Ritzelwelle, auf der ein zweites Ritzel und ein zweites Schneckenrad angeordnet sind, ein
Doppelverzahnungselement mit einer ersten und einer zweiten Zahnreihe, die einander gegenüberliegend und parallel zueinander angeordnet sind, wobei das erste Ritzel in die erste Zahnreihe und das zweite Ritzel in die zweite Zahnreihe eingreifen, wobei das erste und das zweite Schneckenrad auf
gegenüberliegenden Seiten in die Antriebsschnecke eingreifen, wobei eine der Ritzelwellen in einer Richtung zur Antriebsschnecke beweglich gelagert und mit einer Kraft beaufschlagt ist und dass die Rotorwelle zwischen den
Schneckenrädern gehalten ist.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Lenkgetriebe sowie ein verbessertes Verfahren zur Montage eines Lenkgetriebes
bereitzustellen, welche eine vereinfachte Montage sowie eine verbesserte Präzision der Komponenten des Lenkgetriebes zueinander ermöglichen.
Die Aufgabe wird mit einem Lenkgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Aufgabe wird des Weiteren mit einem Verfahren zur Montage eines Lenkgetriebes für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft ein Lenkgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkgetriebegehäuse und einem mit einer Lenkwelle koppelbaren Lenkritzel, welches in das Lenkgetriebegehäuse eingesetzt und mit einer Zahnstange im Eingriff ist, mit einem Servoantrieb zur Bereitstellung einer Lenkhilfskraft auf das Lenkritzel, wobei der Servoantrieb eine von einem
Elektromotor angetriebene Schnecke und ein Schneckenrad aufweist, welches mit der Schnecke im Eingriff ist, wobei eine Buchse in eine konzentrische Öffnung des Schneckenrads eingepresst ist, wobei das Lenkritzel in die Buchse eingefügt ist, und wobei die Buchse dazu ausgebildet ist, ein von dem
Schneckenrad auf die Buchse wirkendes Drehmoment auf das Lenkritzel zu übertragen.
Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Verfahren zur Montage eines Lenkgetriebes für ein Kraftfahrzeug. Das Verfahren umfasst ein Montieren einer Vormontagebaugruppe durch Bereitstellen eines Schneckenrads und einer Buchse, wobei das Schneckenrad an einem Innenumfang auf einen
Außenumfang der Buchse aufgepresst wird, wobei auf dem Außenumfang der Buchse ein Toleranzring angeordnet ist, welcher dazu ausgebildet ist, einen Kraftfluss zwischen der Buchse und dem Schneckenrad herzustellen. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Einpressen eines Festlagers zum Lagern eines Lenkritzels in ein Lenkgetriebegehäuse.
Das Verfahren umfasst ferner ein Einziehen des Lenkritzels in das
Lenkgetriebegehäuse mittels einer an einem axialen Endabschnitt des
Lenkritzels befestigten Zugeinrichtung. Das Verfahren umfasst überdies ein in Eingriff bringen einer an einem Außenumfang des Schneckenrads ausgebildeten Verzahnung mit einer mit einem Servoantrieb gekoppelten Schnecke. Das Verfahren umfasst darüber hinaus ein Einpressen der Vormontagebaugruppe an einem Innenumfang der Buchse auf das in das Lenkgetriebegehäuse eingezogene Lenkritzel.
Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, dass aufgrund des Vorsehens der Buchse, welche in die konzentrische des Schneckenrads eingepresst ist und das Lenkritzel zudem in die Buchse eingefügt ist, das von dem Schneckenrad auf die Buchse wirkende Drehmoment auf das Lenkritzel zu übertragen. Durch Vorsehen der Buchse kann beispielsweise ein radialer Abstand zwischen Lenkritzel und Schneckenrad ausgeglichen werden. Durch die Überbrückung des radialen Abstands kann einerseits das Lenkritzel im Bereich des Schneckenrads so schlank umgesetzt werden, dass das Lenkritzel auf konventionelle Weise montiert werden kann, wobei das Ritzel durch die Verzahnung der Zahnstange hindurch geschoben wird. Andererseits kann der Sitz des Schneckenrads so ausgeführt werden, dass der Toleranzring verbaut werden kann. Zudem ermöglicht die Buchse eine präzise axiale und radiale Positionierung des
Schneckenrads zum Lenkritzel, wodurch wiederum eine präzise Positionierung einer Verzahnung des Schneckenrads, welche in die mit dem Servoantrieb verbundene Schnecke eingreift, erreicht werden kann.
Dadurch kann zudem eine spielfreie Kraft- und Momentübertragung von dem Schneckenrad auf das Lenkritzel gewährleistet werden. Darüber hinaus bietet das Montageverfahren den Vorteil, dass zur Montage lediglich geringe
Montagekräfte erforderlich sind.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Lenkritzel einen ersten axialen Endabschnitt, welcher mit der Lenkwelle verbindbar ist, und einen zweiten axialen Endabschnitt aufweist, an welchem die Buchse am Lenkritzel befestigt ist, wobei an einem Außenumfang des Lenkritzels zumindest abschnittsweise eine Kerbverzahnung ausgebildet ist, und wobei an einem Innenumfang der Buchse eine Kerbverzahnung ausgebildet ist, welche zur Drehmomentübertragung zwischen Buchse und Lenkritzel mit der
Kerbverzahnung des Lenkritzels im Eingriff ist. Durch Vorsehen der
Kerbverzahnung am Außenumfang des Lenkritzels sowie am Innenumfang der Buchse kann das Lenkritzel einfach und präzise in der Buchse angeordnet und zu dieser positioniert werden, wobei die jeweiligen Kerbverzahnungen eine zuverlässige Kraftübertragung ermöglichen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Buchse dazu ausgebildet ist, einen Durchmesserunterschied zwischen dem Schneckenrad und dem Lenkritzel zu überbrücken, wobei die Kerbverzahnung des Lenkritzels dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment zwischen Buchse und Lenkritzel spielfrei zu übertragen. Die Buchse kann hierbei vorteilhafterweise auf eine entsprechende Größe des Schneckenrads derart angepasst werden, dass ein effektiver Durchmesserausgleich zwischen Schneckenrad und Lenkritzel erfolgen kann, wodurch die spielfreie Drehmomentübertragung zwischen Lenkritzel und Buchse ermöglicht werden kann. Durch die Überbrückung des radialen Abstands kann einerseits das Lenkritzel im Bereich des Schneckenrads so schlank umgesetzt werden, dass das Lenkritzel auf konventionelle Weise montiert werden kann, wobei das Ritzel durch die Verzahnung der Zahnstange hindurch geschoben wird. Andererseits kann der Sitz des Schneckenrads so ausgeführt werden, dass der Toleranzring verbaut werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Spielfreiheit zwischen der Kerbverzahnung der Buchse und der Kerbverzahnung des Lenkritzels durch Ausbilden der Kerbverzahnung des Lenkritzels mit einer Längsballigkeit bereitgestellt ist, wobei die Kerbverzahnung der Buchse und die Kerbverzahnung des Lenkritzels eine Übermaßpassung aufweisen, und wobei die Kerbverzahnung des Lenkritzels an einem der axialen Endabschnitte einen vorgegebenen Neigungswinkel gegenüber einer Radialachse des Lenkritzels aufweist. Das Vorsehen der Kerbverzahnung des Lenkritzels mit der
Längsballigkeit gewährleistet in vorteilhafter Weise die Übermaßpassung der Kerbverzahnungen des Lenkritzels und der Buchse zum Bereitstellen der
Spielfreiheit zwischen dem Ritzel und Buchse.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Buchse an einer Außenoberfläche einen ersten Sitz zur Aufnahme einer
Rutschkupplung und einen zweiten Sitz zur Aufnahme eines Innenumfangs der konzentrischen Öffnung des Schneckenrads aufweist, wobei der erste Sitz einen ersten Durchmesser und der zweite Sitz einen zweiten Durchmesser aufweist, wobei der erste Durchmesser geringer als der zweite Durchmesser ist, wobei sich der zweite Sitz von einem, an einem ersten axialen Endabschnitt der Buchse ausgebildeten radialen Vorsprung bis zu einem zweiten axialen Endabschnitt der Buchse erstreckt, und wobei der erste Sitz in Axialrichtung der Buchse innerhalb des zweiten Sitzes ausgebildet ist.
Der an dem ersten axialen Endabschnitt der Buchse vorgesehene radiale Vorsprung bewirkt in vorteilhafter Weise, dass bei dem Aufpressen des
Schneckenrads auf die Buchse der radiale Vorsprung als Anschlag wirkt. Ferner ist in vorteilhafter Weise die Rutschkupplung in den Sitz mit geringerem
Durchmesser eingefügt, wodurch eine effektive Rutschkupplung zwischen Buchse und Schneckenrad bereitstellbar ist, um im Falle des Auftretens von sehr hohen Drehmomenten eine Überlastsicherung für das Schneckenrad und die damit verbundenen Komponenten des Lenkgetriebes bereitzustellen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der radiale Vorsprung der Buchse benachbart zu einem in das Lenkgetriebegehäuse eingesetzten Festlager angeordnet ist, wobei der radiale Vorsprung der Buchse einen Plananschlag für das auf die Buchse aufgepresste Schneckenrad bildet. Die Anordnung der Buchse benachbart zu bzw. in Anlage zu dem Festlager bewirkt somit in vorteilhafter Weise die axiale Fixierung der Buchse im
Lenkgetriebegehäuse, wodurch die Buchse somit in vorteilhafter Weise einen axialen Plananschlag für das auf die Buchse aufgepresste Schneckenrad bereitstellen kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen dem Schneckenrad und der Buchse die in den ersten Sitz der Buchse eingepresste Rutschkupplung zum Ausbilden einer Überlastsicherung des
Lenkritzels vorgesehen ist, wobei die Rutschkupplung durch einen Toleranzring ausgebildet ist. Die Rutschkupplung kann somit in vorteilhafter Weise mit konstruktiv einfachen Mitteln realisiert und je nach entsprechenden
Erfordernissen bezüglich einer maximalen Kraftübertragung von dem
Schneckenrad auf das Lenkritzel gemessen bzw. ausgebildet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Schneckenrad zum Lenkritzel durch am Lenkritzel ausgebildete
Zentrierabschnitte positioniert ist, wobei ein erster Zentrierabschnitt in
Axialrichtung des Lenkritzels vor der Kerbverzahnung und ein zweiter Zentrierabschnitt in Axialrichtung des Lenkritzels nach der Kerbverzahnung angeordnet ist, und wobei der erste Zentrierabschnitt und der zweite
Zentrierabschnitt einen gleichen Durchmesser aufweisen. Durch Vorsehen der jeweiligen Zentrierabschnitte vor und nach der Kerbverzahnung kann die Buchse und somit ebenfalls das auf die Buchse aufgepresste Schneckenrad präzise relativ zur Kerbverzahnung des Lenkritzels und damit ebenfalls zur Schnecke positioniert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass an dem zweiten axialen Endabschnitt des Lenkritzels ein Gewinde ausgebildet ist, auf welches eine Sicherungsmutter aufgeschraubt ist, wobei die Buchse als
Distanzstück zwischen der Sicherungsmutter und dem Festlager zur axialen Sicherung des Festlagers auf dem Lenkritzel ausgebildet ist, wobei die Buchse dazu ausgebildet ist, eine bei Bewegung des Lenkritzels erzeugte Axialkraft des Festlagers auf die Sicherungsmutter zu übertragen, und wobei das an dem zweiten axialen Endabschnitt des Lenkritzels angeordnete Gewinde dazu ausgebildet ist, Tangential- und Axialkräfte der Buchse abzustützen. Aufgrund dessen, dass die Buchse an einem ersten axialen Endabschnitt an dem
Festlager und an einem zweiten axialen Endabschnitt an der Sicherungsmutter anliegt, können eine jeweilige axiale und tangentialeKrafteinwirkung auf die
Buchse abgestützt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Lagersitz des Lenkritzels einen größeren Durchmesser als ein Zahnkopfkreis der Kerbverzahnung des Lenkritzels aufweist, und wobei ein
Zahnkopfkreisdurchmesser, vorzugsweise ebenfalls ein Fußkreisdurchmesser, einer weiteren, im Bereich der Zahnstange ausgebildeten Verzahnung des Lenkritzels größer als der Lagersitz des Lenkritzels ist. Durch die derartige Ausbildung des Durchmessers des Lenkritzels in Relation zum Durchmesser des Lagersitzes des Lenkritzels kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass das Lenkritzel mit seiner Verzahnung am Lagersitz anliegt, sodass der Lagersitz einen effektiven Anschlag für das Lenkritzel im Lenkgetriebegehäuse bildet. Durch die zusätzliche axiale Fixierung des Lenkritzels am axialen
Endabschnitt mittels der Sicherungsmutter kann das Lenkritzel somit sowohl axial als auch radial sicher im Lenkgetriebegehäuse fixiert 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 Querschnittsansicht eines Lenkgetriebes für ein Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Lenkritzels gemäß der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Buchse gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Montage eines
Lenkgetriebes für ein Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten 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 Querschnittsansicht eines Lenkgetriebes für ein Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Das Lenkgetriebe 1 für das Kraftfahrzeug weist ein Lenkgetriebegehäuse 10 und ein mit einer Lenkwelle 12 koppelbares Lenkritzel 14 auf. Das Lenkritzel 14 ist in das Lenkgetriebegehäuse 10 eingesetzt und ist mit einer Zahnstange 16 im Eingriff.
Das Lenkgetriebe 1 weist des Weiteren einen Servoantrieb 18 zur Bereitstellung einer Lenkhilfskraft auf das Lenkritzel 14 auf. Der Servoantrieb 18 weist eine von einem Elektromotor 20 angetriebene Schnecke 22 und ein Schneckenrad 24 auf. Das Schneckenrad 24 ist mit der Schnecke 22 in Eingriff. Darüber hinaus weist das Lenkgetriebe 1 eine Buchse 26 auf. Die Buchse 26 ist im Bereich eines Außenumfangs der Buchse 26 in eine konzentrische Öffnung 24a des
Schneckenrads 24 eingepresst. Ferner ist das Lenkritzel 14 in die Buchse 26 eingefügt. Die Buchse 26 ist ferner dazu ausgebildet, ein von dem Schneckenrad 24 auf die Buchse 26 wirkendes Drehmoment M auf das Lenkritzel 14 zu übertragen.
Das Lenkritzel 14 weist einen ersten axialen Endabschnitt 14a und einen zweiten axialen Endabschnitt 14b auf. Der erste axiale Endabschnitt 14a ist mit der Lenkwelle 12 verbindbar. An dem zweiten axialen Endabschnitt 14b ist die Buchse 26 am Lenkritzel 14 befestigt. An einem Außenumfang 14c des
Lenkritzels 14 ist abschnittsweise eine Kerbverzahnung 14d ausgebildet. An einem Innenumfang 26a der Buchse 26 ist ebenfalls eine Kerbverzahnung 26b ausgebildet. Die Kerbverzahnung 26b ist zur Drehmomentübertragung zwischen Buchse 26 und Lenkritzel 14 mit der Kerbverzahnung 14d des Lenkritzels 14 im Eingriff.
Die Buchse 26 ist ferner dazu ausgebildet, einen Durchmesserunterschied zwischen dem Schneckenrad 24 und dem Lenkritzel 14 zu überbrücken, wo die Kerbverzahnung 14d des Lenkritzels 14 dazu ausgebildet ist, ein
Drehmoment zwischen Buchse 26 und Lenkritzel 14 spielfrei zu übertragen.
Ein radialer Vorsprung 30 der Buchse 26 ist benachbart zu einem in das
Lenkgetriebegehäuse 10 eingesetzten Festlager 32 angeordnet. Der radiale Vorsprung 30 der Buchse 26 bildet dadurch einen Plananschlag 34 für das auf die Buchse aufgepresste Schneckenrad 24.
Zwischen dem Schneckenrad 24 und der Buchse 26 ist eine in den ersten Sitz 26d der Buchse 26 eingepresste Rutschkupplung 28 zum Ausbilden einer Überlastsicherung des Lenkritzels 14 vorgesehen. Die Rutschkupplung 28 ist vorzugsweise durch einen Toleranzring ausgebildet. Alternativ kann die
Rutschkupplung in anderer geeigneter Art und Weise durch entsprechend geformte Metallbleche angeordnet sein.
An dem zweiten axialen Endabschnitt 14b des Lenkritzels 14 ist ein Gewinde 35 ausgebildet, auf welches eine Sicherungsmutter 36 aufgeschraubt ist. Die Buchse ist somit als Distanzstück zwischen der Sicherungsmutter 36 und dem Festlager 32 zur axialen Sicherung des Festlagers 32 auf dem Ritzel 14 ausgebildet. Ferner ist die Buchse 26 dazu ausgebildet, eine bei Bewegung des Lenkritzels erzeugte Axialkraft des Festlagers 32 auf die Sicherungsmutter 36 zu übertragen, und wobei das an dem zweiten axialen Endabschnitt 14b des Lenkritzels 14 angeordnete Gewinde 35 dazu ausgebildet ist, Tangential- und Axialkräfte der Buchse 26 abzustützen.
Ein Lagersitz 14i des Lenkritzels 14 weist vorzugsweise einen größeren
Durchmesser D3 als ein Zahnkopfkreis D6 der Kerbverzahnung 14d des
Lenkritzels 14 auf. Ein Zahnkopfkreisdurchmesser D4, vorzugsweise ebenfalls ein Fußkreisdurchmesser D5, einer weiteren, im Bereich der Zahnstange 16 ausgebildeten Verzahnung 14j des Lenkritzels 14 ist vorzugsweise größer als der Lagersitz 14i des Lenkritzels 14.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Lenkritzels gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Eine Spielfreiheit zwischen der Kerbverzahnung der Buchse und der
Kerbverzahnung 14d des Lenkritzels 14 kann in vorteilhafter Weise durch Ausbilden der Kerbverzahnung 14d des Lenkritzels 14 mit einer Längsballigkeit bereitgestellt werden. Die Kerbverzahnung der Buchse und die Kerbverzahnung 14d des Lenkritzels 14 weisen in vorteilhafter Weise eine Übermaßpassung auf. Die Kerbverzahnung 14d des Lenkritzels 14 weist darüber hinaus an einem der axialen Endabschnitte 14e, 14f einen vorgegebenen Neigungswinkel gegenüber einer Radialachse R des Lenkritzels 14 auf.
Das (in Fig. 2 nicht dargestellte) Schneckenrad ist somit zum Lenkritzel 14 durch am Lenkritzel 14 ausgebildete Zentrierabschnitte 14g, 14h positionierbar. Ein erster Zentrierabschnitt 14g ist in Axialrichtung A des Lenkritzels 14 vor der Kerbverzahnung 14d und ein zweiter Zentrierabschnitt 14h in Axialrichtung A des Lenkritzels 14 nach der Kerbverzahnung 14d angeordnet. Ferner weisen der erste Zentrierabschnitt 14g und der zweite Zentrierabschnitt 14h einen gleichen Durchmesser auf.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Buchse gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Die Buchse 26 weist an einer Außenoberfläche 26c einen ersten Sitz 26d zur Aufnahme einer (in Fig. 3 nicht gezeigten) Rutschkupplung und einen zweiten Sitz 26e zur Aufnahme eines Innenumfangs der konzentrischen Öffnung des (in Fig. 3 nicht gezeigten) Schneckenrads auf.
Der erste Sitz 26d weist einen ersten Durchmesser Dl und der zweite Sitz 26e einen zweiten Durchmesser D2 auf. Der erste Durchmesser Dl ist vorzugsweise geringer als der zweite Durchmesser D2, wobei sich der zweite Sitz 26e von einem, an einem ersten axialen Endabschnitt 26f der Buchse 26 ausgebildeten radialen Vorsprung bis zu einem zweiten axialen Endabschnitt 26g der Buchse 26 erstreckt. Ferner ist der erste Sitz 26d in Axialrichtung A der Buchse 26 innerhalb des zweiten Sitzes 26e ausgebildet.
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Montage eines
Lenkgetriebes für ein Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren zur Montage eines Lenkgetriebes für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Montieren S1 einer Vormontagebaugruppe durch Bereitstellen eines
Schneckenrads und einer Buchse, wobei das Schneckenrad an einem
Innenumfang auf einen Außenumfang der Buchse aufgepresst wird.
Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Einpressen S2 eines Festlagers zum Lagern eines Lenkritzels in ein Lenkgetriebegehäuse.
Das Verfahren umfasst ferner ein Einziehen S3 des Lenkritzels in das
Lenkgetriebegehäuse mittels einer an einem axialen Endabschnitt des
Lenkritzels befestigten Zugeinrichtung.
Das Verfahren umfasst überdies ein in Eingriff bringen S4 einer an einem Außenumfang des Schneckenrads ausgebildeten Verzahnung mit einer mit einem Servoantrieb gekoppelten Schnecke.
Das Verfahren umfasst darüber hinaus ein Einpressen S5 der
Vormontagebaugruppe an einem Innenumfang der Buchse auf das in das Lenkgetriebegehäuse eingezogene Lenkritzel.
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 können eine Form, Abmessung und/oder eine Beschaffenheit der Komponenten des Lenkgetriebes für das Kraftfahrzeug abgeändert werden.

Claims

Ansprüche
1 . Lenkgetriebe (1 ) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Lenkgetriebegehäuse (10) und einem mit einer Lenkwelle (12) koppelbaren Lenkritzel (14), welches in das Lenkgetriebegehäuse (10) eingesetzt und mit einer Zahnstange (16) im Eingriff ist;
mit einem Servoantrieb (18) zur Bereitstellung einer Lenkhilfskraft auf das Lenkritzel (14), wobei der Servoantrieb (18) eine von einem Elektromotor (20) angetriebene Schnecke (22) und ein Schneckenrad (24) aufweist, welches mit der Schnecke (22) im Eingriff ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Buchse (26) in eine konzentrische Öffnung (24a) des Schneckenrads
(24) eingepresst ist, wobei das Lenkritzel (14) in die Buchse (26) eingefügt ist, und wobei die Buchse (26) dazu ausgebildet ist, ein von dem
Schneckenrad (24) auf die Buchse (26) wirkendes Drehmoment (M) auf das Lenkritzel (14) zu übertragen.
2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Lenkritzel (14) einen ersten axialen Endabschnitt (14a), welcher mit der Lenkwelle (12) verbindbar ist, und einen zweiten axialen Endabschnitt (14b) aufweist, an welchem die Buchse (26) am Lenkritzel (14) befestigt ist, wobei an einem Außenumfang (14c) des Lenkritzels (14) zumindest
abschnittsweise eine Kerbverzahnung (14d) ausgebildet ist, und wobei an einem Innenumfang (26a) der Buchse (26) eine Kerbverzahnung (26b) ausgebildet ist, welche zur Drehmomentübertragung zwischen Buchse (26) und Lenkritzel (14) mit der Kerbverzahnung (14d) des Lenkritzels (14) im Eingriff ist.
3. Lenkgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (26) dazu ausgebildet ist, einen Durchmesserunterschied zwischen dem Schneckenrad (24) und dem Lenkritzel (14) zu überbrücken, wobei die Kerbverzahnung (14d) des Lenkritzels (14) dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment (M) zwischen Buchse (26) und Lenkritzel (14) spielfrei zu übertragen.
Lenkgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spielfreiheit zwischen der Kerbverzahnung (26b) der Buchse (26) und der Kerbverzahnung (14d) des Lenkritzels (14) durch Ausbilden der
Kerbverzahnung (14d) des Lenkritzels (14) mit einer Längsballigkeit bereitgestellt ist, wobei die Kerbverzahnung (26b) der Buchse (26) und die Kerbverzahnung (14d) des Lenkritzels (14) eine Übermaßpassung aufweisen, und wobei die Kerbverzahnung (14d) des Lenkritzels (14) an axialen Endabschnitten (14e, 14f) einen vorgegebenen Neigungswinkel gegenüber einer Radialachse (R) des Lenkritzels (14) aufweist.
Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (26) an einer Außenoberfläche (26c) einen ersten Sitz (26d) zur Aufnahme einer Rutschkupplung (28) und einen zweiten Sitz (26e) zur Aufnahme eines Innenumfangs (24a1 ) der
konzentrischen Öffnung (24a) des Schneckenrads (24) aufweist, wobei der erste Sitz (26d) einen ersten Durchmesser (D1 ) und der zweite Sitz (26e) einen zweiten Durchmesser (D2) aufweist, wobei der erste Durchmesser (D1 ) geringer als der zweite Durchmesser (D2) ist, wobei sich der zweite Sitz (26e) von einem, an einem ersten axialen Endabschnitt (26f) der Buchse (26) ausgebildeten radialen Vorsprung (30) bis zu einem zweiten axialen Endabschnitt (26g) der Buchse (26) erstreckt, und wobei der erste Sitz (26d) in Axialrichtung (A) der Buchse (26) innerhalb des zweiten Sitzes (26e) ausgebildet ist.
Lenkgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Vorsprung (30) der Buchse (26) benachbart zu einem in das
Lenkgetriebegehäuse (10) eingesetzten Festlager (32) angeordnet ist, wobei der radiale Vorsprung (30) der Buchse (26) einen Plananschlag (34) für das auf die Buchse (26) aufgepresste Schneckenrad (24) bildet.
Lenkgetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schneckenrad (24) und der Buchse (26) die in den ersten Sitz (26d) der Buchse (26) eingepresste Rutschkupplung (28) zum Ausbilden einer Überlastsicherung des Schneckenrads (24)vorgesehen ist, wobei die Rutschkupplung (28) durch einen Toleranzring ausgebildet ist.
Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (24) zum Lenkritzel (14) durch am Lenkritzel (14) ausgebildete Zentrierabschnitte (14g, 14h) positioniert ist, wobei ein erster Zentrierabschnitt (14g) in Axialrichtung (A) des Lenkritzels (14) vor der Kerbverzahnung (14d) und ein zweiter Zentrierabschnitt (14h) in
Axialrichtung (A) des Lenkritzels (14) nach der Kerbverzahnung (14d) angeordnet ist, und wobei der erste Zentrierabschnitt (14g) und der zweite Zentrierabschnitt (14h) einen gleichen Durchmesser aufweisen.
Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten axialen Endabschnitt (14b) des Lenkritzels (14) ein Gewinde (35) ausgebildet ist, auf welches eine Sicherungsmutter (36) aufgeschraubt ist, wobei die Buchse (26) als Distanzstück zwischen der Sicherungsmutter (36) und dem Festlager (32) zur axialen Sicherung des Festlagers (32) auf dem Lenkritzel (14) ausgebildet ist, wobei die Buchse (26) dazu ausgebildet ist, eine bei Bewegung des Lenkritzels (14) erzeugte Axialkraft des Festlagers (32) auf die Sicherungsmutter (36) zu übertragen, und wobei das an dem zweiten axialen Endabschnitt (14b) des Lenkritzels (14) angeordnete Gewinde (35) dazu ausgebildet ist, Tangential- und Axialkräfte der Buchse (26) abzustützen.
0. Lenkgetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagersitz (14i) des Lenkritzels (14) einen größeren Durchmesser (D3) als ein Zahnkopfkreis (D6) der Kerbverzahnung (14d) des Lenkritzels (14) aufweist, und wobei ein Zahnkopfkreisdurchmesser (D4), vorzugsweise ebenfalls ein Fußkreisdurchmesser (D5), einer weiteren, im Bereich der Zahnstange (16) ausgebildeten Verzahnung (14j) des Lenkritzels (14) größer als der Lagersitz (14i) des Lenkritzels (14) ist.
1 . Verfahren zur Montage eines Lenkgetriebes (1 ) für ein Kraftfahrzeug, mit den Schritten:
Montieren (S1 ) einer Vormontagebaugruppe durch Bereitstellen eines Schneckenrads (24) und einer Buchse (26), wobei das Schneckenrad (24) an einem Innenumfang auf einen Außenumfang der Buchse (26) aufgepresst wird;
Einpressen (S2) eines Festlagers (32) zum Lagern eines Lenkritzels (14) in ein Lenkgetriebegehäuse (10);
Einziehen (S3) des Lenkritzels (14) in das Lenkgetriebegehäuse (10) mittels einer an einem axialen Endabschnitt des Lenkritzels (14) befestigten Zugeinrichtung;
in Eingriff bringen (S4) einer an einem Außenumfang (24b) des
Schneckenrads (24) ausgebildeten Verzahnung (24c) mit einer mit einem Servoantrieb (18) gekoppelten Schnecke (22); und
Einpressen (S5) der Vormontagebaugruppe an einem Innenumfang (26a) der Buchse (26) auf das in das Lenkgetriebegehäuse (10) eingezogene Lenkritzel (14).
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