WO2019219269A1 - Lenkgetriebe und verfahren zur herstellung des lenkgetriebes - Google Patents

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WO2019219269A1
WO2019219269A1 PCT/EP2019/056208 EP2019056208W WO2019219269A1 WO 2019219269 A1 WO2019219269 A1 WO 2019219269A1 EP 2019056208 W EP2019056208 W EP 2019056208W WO 2019219269 A1 WO2019219269 A1 WO 2019219269A1
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bearing sleeve
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steering gear
sleeve
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PCT/EP2019/056208
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Jens-Uwe Hafermalz
Dennis Fuechsel
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Robert Bosch Gmbh
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    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
    • F16C35/077—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element between housing and outer race ring

Definitions

  • the invention relates to a steering gear for a steering system and a corresponding steering system, in particular a power steering system, for a motor vehicle.
  • Torsionsstegen can be deformed during operation of the steering gear, without leading to an overload of the plastic.
  • the pinion shaft of a steering system may preferably be mounted on the other side of the pinion in a floating bearing comprising a pivot bearing in which the pinion shaft is received, wherein for the pivot bearing (and thus also for the end of the pinion shaft received therein) a radial mobility within the housing.
  • a pivot bearing in which the pinion shaft is received
  • the Pivot bearing and in particular an outer bearing ring thereof is received in a bearing bush, which is received within the housing such that a radial movement of the pivot bearing and thus the end of the pinion shaft received therein within the housing is gewehristet.
  • Such a floating bearing for example, an embodiment according to the
  • the bearing bush can also be designed such that it is connected to a stop element or itself designed as a stop sleeve, which is slidably and simultaneously secured against rotation within a receiving space of the housing, wherein a stop between the
  • the pivot bearing of the floating bearing of the steering gear according to the invention comprises at least one inner bearing ring and an outer bearing ring and
  • Such a steering gear according to the invention may preferably be further characterized in that the bearing sleeve and / or an outer bearing ring of
  • Rotary bearings of the fixed bearing via a connecting element which may be formed in one or more parts, directly or indirectly (for example via a bearing bush of the movable bearing) is connected to an outer bearing ring of the pivot bearing of the movable bearing or cooperates.
  • the connecting element may in particular be designed such that it transmits at least one load, which leads to a tilting of the outer bearing ring of the pivot bearing of the fixed bearing, directly or indirectly to the outer bearing ring of the pivot bearing of the movable bearing. It can thereby be achieved that the restoring moment of the elastically twisted torsion bars of the
  • Swivel ring of the fixed bearing is no longer transmitted exclusively via the pivot bearing of the fixed bearing on the pinion shaft to press it against the gear, but resulting from the restoring moment pivot load of the bearing sleeve of the fixed bearing additionally or primarily on the
  • Connecting element is transmitted to the pivot bearing of the movable bearing and thus to the end of the pinion shaft mounted therein.
  • Connecting element is transmitted to the pivot bearing of the movable bearing and thus to the end of the pinion shaft mounted therein.
  • Connecting element is transmitted to the pivot bearing of the movable bearing and thus to the end of the pinion shaft mounted therein.
  • Connecting element is transmitted to the pivot bearing of the movable bearing and thus to the end of the pinion shaft mounted therein.
  • a structurally relatively simple ausgestaltetes pivot bearing preferably a single-row radial ball bearing, for the fixed bearing and / or the
  • Floating bearing can be selected, which is also positive in terms of size and weight and in terms of production costs of an inventive
  • Steering gear can affect.
  • the bearing bush which is provided for supporting the pivot bearing of the movable bearing, may preferably also be formed by the connecting element itself.
  • the connecting element is integral with the bearing sleeve (i.e., at least directly connected to each other) and preferably in one piece (i.e.
  • the unit of bearing sleeve and connecting element is formed as one-piece component from one or more plastics, in particular from a single plastic.
  • this component can be injection-molded in particular within the scope of a method according to the invention.
  • Steering gear can then be provided that the pivot bearing of the movable bearing within an (end) portion of the connecting element and a (same or another) portion of the connecting element within the (then separate)
  • Connecting struts are formed in the form of part-cylindrical shell bodies.
  • bearing sleeve and possibly also of the preferably integrally connected to the bearing sleeve connecting element may be provided that are formed on the outer sides thereof in the longitudinal direction extending reinforcing ribs.
  • the reinforcing ribs may preferably be in
  • the bearing sleeve forms a peripheral shoulder, on which an axial end of an outer race of the pivot bearing of the fixed bearing is directly or indirectly supported.
  • plastic penetrates into the pivot bearing when the bearing sleeve is formed by injection molding, wherein at least the outer bearing ring of the pivot bearing and the inner ring of the pivot ring are partially embedded in the plastic.
  • the annular body of the ring or elements may optionally have an L-shaped longitudinal sectional area in order to realize a relatively high load capacity in the axial direction.
  • the or one of the ring elements may also be the inner ring of the pivot ring.
  • the invention also relates to a steering system comprising at least one steering gear according to the invention as well as a steering motor connected in rotation with the pinion shaft.
  • the gear of the steering gear can also be rotatably or rotationally drivingly connected to a steering shaft, in particular a steering column, the steering system.
  • the steering system according to the invention can be designed, in particular, as a power steering system in which a supporting torque can be generated by means of the steering motor, so that a steering torque to be applied to the steering column by a driver of a motor vehicle comprising the power steering system reduces (possibly also temporarily) to a steering torque to be applied to the steering column to zero).
  • FIG. 2 shows a first alternative embodiment of an assembly comprising a fixed bearing and a connection element for a steering gear according to the invention integrally formed with a bearing sleeve of the fixed bearing in a perspective view;
  • FIG. 3 shows the assembly according to FIG. 2 in a side view
  • FIG. 6 shows a second alternative embodiment of an assembly comprising a fixed bearing and a connection element for a steering gear according to the invention integrally formed with a bearing sleeve of the fixed bearing in a perspective view;
  • FIG. 7 shows the bearing sleeve and the connecting element of the assembly according to FIG. 6 formed integrally therewith in a perspective view
  • FIG. 8 shows an alternative embodiment of the bearing sleeve for an assembly according to FIG. 6 in a perspective view; and 9 shows a side view of a bearing sleeve according to FIG. 8 corresponding bearing sleeve in a separate embodiment.
  • Fig. 1 shows the essential components of an inventive
  • Steering gear This comprises a housing 1, within which a gear 2 and a meshing with the gear 2 pinion 3 are rotatably arranged in the form of a fferritzels.
  • the pinion 3 and the pinion 3 comprehensive (screw) pinion shaft 4 are integrally formed in the form of a worm.
  • the gear 2 is fixedly mounted on an output shaft 5 of the steering gear.
  • This output shaft 5 which has a toothing for a secure rotationally fixed connection with the gear 2 in the illustrated embodiment, for example, with a trained at least in one section as a rack handlebar, whereby the rack performs a translational movement in a known manner via Radlenkhebel (not shown) in a pivoting movement of steerable wheels (not shown) of the motor vehicle can be translated.
  • the output shaft 5 may also be a steering column of a power steering system, which is connected to a steering wheel and a steering pinion on the
  • Handlebar acts.
  • the pinion shaft 4 has a drive-side end over which this with the
  • Output shaft of a steering motor (not shown, for example, an electric motor) is connectable.
  • the pinion shaft 4 is mounted in the housing 1 by means of a first bearing.
  • This bearing is designed as a fixed bearing 6, which allows a pivoting of the pinion shaft 4 about a pivot axis 7 (see Fig. 2 and 6).
  • This pivot axis 7 extends in FIG. 1 approximately perpendicular to the plane of the drawing. Such pivoting causes a deflection of the
  • Both the fixed bearing 6 and the floating bearing 8 each comprise a pivot bearing in the form of a ball bearing 9.
  • inner bearing rings 10 of these ball bearings 9 the corresponding portions of the pinion shaft 4 are supported, while outer bearing rings 11 of the ball bearing 9 in each bearing device 12, 13 stored are in turn received in the housing 1.
  • the storage devices 12, 13 are constructive way designed such that they allow in the case of the fixed bearing 6, the pivoting of the pinion shaft 4 about the pivot axis 7 and in the case of the movable bearing 8, the deflection of the free end of the pinion shaft 4.
  • the bearing device 12 of the fixed bearing 6 comprises a bearing sleeve 14 with annular cross sections, the inner side in a first longitudinal section, the associated ball bearing 9 and in a second longitudinal section receives an inner ring 16 of a pivot ring 15.
  • This inner ring 16 of the pivot ring 15 and the outer bearing ring 11 of the ball bearing 9 are axially secured within the bearing sleeve 14 with the interposition of several ring elements 17, wherein the inner ring 16 with the interposition of a respective ring member 17 on the one hand to the outer bearing ring 1 1 of the ball bearing 9 and on the other hand, on a first, circumferential shoulder 26, which forms the bearing sleeve 14 at an axial end, supported.
  • distal side of the outer bearing ring 11 of the ball bearing 9 is under
  • the swivel ring 15 comprises, in addition to the inner ring 16, an outer ring 18.
  • This outer ring 18 is connected via two torsion bars 19 (see Fig. 2 and 6) with the
  • Inner ring 16 connected.
  • the outer ring 18, the inner ring 16 and the torsion bars 19 are preferably formed integrally from, for example, spring steel.
  • the two torsion bars 19 define the position of the pivot axis 7 about which the outer ring 18 is pivotable relative to the inner ring 16 of the pivot ring 15.
  • the torsion bars 19 of the pivot ring 15 not only allow pivoting of the outer ring 18 to the inner ring 16 and thus the pinion shaft 4 relative to the gear 2 and the housing 1, but at the same time cause the spring force by which the pinion 3 in the toothing of the Gear 2 is pressed in order to achieve the lowest possible backlash and thus the lowest possible noise during operation of the steering gear, especially in a Komlenken.
  • the bearing device 13 of the floating bearing 8 comprises a stop element in the form of a stop sleeve 23 which is movably disposed within a receiving space 24 formed by the housing 1, that the pivoting movement about the defined by the fixed bearing 6 pivot axis 7 within the limits of a constructively defined basic game possible is. This basic game or this pivoting movement in one direction by a complete
  • the steering gear further comprises a connecting element 28, which with the
  • Bearing sleeve 14 of the fixed bearing 6 in one piece and of the same material connected or formed as an extension of this.
  • Connecting element 28 is basically formed tubular with annular or part circular annular cross-sections, this having a jacket opening 29 which is arranged in a central portion of the connecting element 28 and which extends over a portion of the circumference thereof.
  • a tubular end portion of the connecting element 28 extends into the floating bearing 8 of the steering gear, wherein the ball bearing 9 of the movable bearing 8 with the associated outer bearing ring 11 is mounted axially movable within this end portion of the connecting element 28.
  • Connecting element 28 in turn is mounted on the inside in the stop sleeve 23 of the floating bearing 8.
  • the connecting element 28 accordingly forms, together with the stop sleeve 23, a bearing bush for the ball bearing 9 of the movable bearing 8.
  • connecting element 28 By means of the connecting element 28 on the one hand causes the elastic restoring moments resulting from the torsion of the torsion bars 19 of the pivot ring 15 of the fixed bearing 6 are not transmitted exclusively to the pinion shaft 4 via the ball bearing 9 of the fixed bearing 6, resulting in a relatively high tilt load This ball bearing 9 would be connected. Rather, these are elastic
  • connecting element 28 are in the form of an injection molded component made of a plastic, in particular a thermoplastic material.
  • the ball bearing 9 of the fixed bearing 6, the pivot ring 15 and the total of three ring elements 17 are partially encapsulated by the plastic used in the process.
  • the inner bearing ring 10 of the ball bearing 9, the inner ring 16 of the pivot ring 15 and the two of these inner ring 16 contacting
  • the sprue can preferably be annular in the region of one of the axial ends of the injection-molded component to be produced or over a plurality of over a circumference the injection molding component or the cavity of the injection molding tool distributed injection points are made. Also a central sprue (eg umbrella sprue or plate sprue) is possible. Due to the fact that the inner diameters of the shoulders 26, 27 formed by the bearing sleeve 14 are greater than the inner diameters of the respectively adjacent annular elements 17 (in each case related to the proximal edge), penetration of the flowable plastic into the ball bearing 9 is avoided during the injection molding process ,
  • a demolding of the ball bearing 9 of the fixed bearing 6, the pivot ring 15, the ring members 17 and the unit consisting of bearing sleeve 14 and connecting element 28 assembly can be made in the axial direction with respect to the longitudinal axis 30 after the slide, which provided for the formation of the shell opening 29 is, was withdrawn.
  • the stop sleeve 23 of the movable bearing 8 is also made of a thermoplastic material, which is softer or more elastic compared to the plastic, from which the unit of bearing sleeve 14 and connecting element 28 is formed. This is intended to dampen noise as a result of contact with the stop element 25 during operation of the steering gear.
  • the stop sleeve 23 can be manufactured separately, for example also by injection molding, and subsequently to the corresponding end portion of the
  • Attached connecting element 28 and connected to this.
  • Connecting element 28 are a plurality of uniform pitch in
  • Reinforcing ribs 31 formed in the longitudinal direction of the bearing sleeve 14th or the connecting element 28 and run parallel with respect to the longitudinal axis 30 concretely.
  • the reinforcing ribs 31 of the bearing sleeve 14 thereby extend into the end face of the bearing sleeve 14 located distally relative to the connecting element 28 as well as into the proximal end face with respect to the connecting element 28, which surrounds the outer circumferential shoulder which is in the transition between the bearing sleeve 14 and the connecting element 28 is formed represents. In these end faces, the reinforcing ribs 31 extend radially.
  • the reinforcing ribs 31 of the bearing sleeve 14 and the connecting element 28, which merge into each other in pairs, in particular, a relatively large flexural rigidity at the same time relatively low component weight of the unit
  • an assembly consisting of a fixed bearing 6, a connecting element 28 and a stop sleeve 23 for a steering gear according to the invention, which may be formed, for example, in the rest of FIG. 1, for example.
  • This subassembly differs from the corresponding subassembly according to FIG. 1 in that, in the longitudinal section in which the connecting element 28 forms a (jacket) opening 29, the one
  • Gear engagement of pinion 3 and gear 2 allows formed with point-symmetrical cross-sectional areas. This is achieved by the fact that
  • one of said shell opening 29 opposite, identically shaped shell opening 29 includes.
  • this longitudinal section of the jacket of the connecting element 28 is therefore on two
  • connecting struts which have identical dimensions and offset by 180 ° in the circumferential direction with respect to the longitudinal axis 30 and are arranged opposite to each other. These connecting struts also have reinforcing ribs 31 on the outside.
  • the torsion webs 19 extend through an opening 32 in the bearing sleeve 14, respectively this can connect the inner ring 16 received within the bearing sleeve 14 with the outer ring 18 of the pivot ring 15 received outside the bearing sleeve 14. It is provided according to the invention that the two boundary surfaces 33, which limit these openings 32 each in the axial direction, spaced from the torsion bar 19 received therein are arranged. This allows the torsion bars 19 during operation of the assembly comprising steering gear deform, without causing contact of the torsion bars 19 with these
  • injection molding tool (not shown) is in two parts (plus two slides, which provided for the formation of the shell openings 29 and within one of the tool parts

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Abstract

Es ist ein Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäuse, einem Zahnrad, einem mit dem Zahnrad kämmenden Ritzel und einer das Ritzel umfassenden Ritzelwelle vorgesehen. Die Ritzelwelle ist auf einer ersten Seite des Ritzels in einem Festlager gelagert, das ein Drehlager umfasst, in dem die Ritzelwelle aufgenommen ist und das in einer Lagerhülse (14) aus Kunststoff aufgenommen ist. Das Festlager umfasst weiterhin einen Schwenkring (15), der einen Außenring (18) sowie einen Innenring aufweist, die über einen oder mehrere Torsionsstege schwenkbar miteinander verbunden sind, wobei der Innenring in der Lagerhülse (14) aufgenommen ist und der Außenring (18) in dem Gehäuse angeordnet ist. Die Torsionsstege erstrecken sich jeweils durch eine Öffnung (32) in der Lagerhülse (14), wobei zumindest eine derjenigen Begrenzungsflächen (33), die die Öffnung (32) in bezüglich der Längsachse (30) der Lagerhülse (14) axialer Richtung begrenzen, - beabstandet von dem darin aufgenommenen Torsionssteg angeordnet ist und/oder - eine radiale Breite aufweist, die kleiner ist als die über dem Umfang gemittelte radiale Breite desjenigen axialen Abschnittsder Lagerhülse (14), in dem diese Begrenzungsfläche (33) liegt. Dadurch wird eine mechanische Überlastung des Kunststoffs im Bereich dieser Begrenzungsflächen (33) infolge eines Kontakts mit den im Betrieb des Lenkgetriebes funktional deformierten Torsionsstegen vermieden.

Description

Lenkgetriebe und Verfahren zur Herstellung des Lenkgetriebes
Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe für ein Lenksystem sowie ein entsprechendes Lenksystem, insbesondere ein Hilfskraftlenksystem, für ein Kraftfahrzeug. Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Lenkgetriebes.
Bei den meisten Kraftfahrzeugen werden Hilfskraftlenksysteme verbaut, die beim Lenken ein unterstützendes Drehmoment erzeugen und dadurch das von dem Fahrer auf die Lenksäule aufzubringende Lenkmoment reduzieren.
Die bekannten Hilfskraftlenksysteme basieren auf einem Lenkgetriebe, das die Antriebsleistung eines hydraulischen oder elektrischen Lenkmotors übersetzt und auf beispielsweise die Lenksäule überträgt. Derartige Lenkgetriebe können in Form eines Schraubwälzgetriebes und insbesondere als Schraubradgetriebe oder
Schneckengetriebe ausgebildet sein. Diese umfassen dann ein Zahnrad, das direkt oder indirekt mit der Lenksäule verbunden sein kann, sowie ein damit kämmendes, über eine Welle von dem Lenkmotor angetriebenes Ritzel.
Als problematisch bei derartigen Lenkgetrieben hat sich Getriebespiel gezeigt, das sich aufgrund von Bauteiltoleranzen, unterschiedlichen Wärmedehnungen der
Getriebeelemente und aufgrund von Verschleiß ausbildet. Insbesondere bei einem sogenannten Wechsellenken, d.h. bei einem direkt aufeinander folgenden Lenken mit wechselnder Lenkeinschlagsrichtung, erzeugt ein solches Getriebespiel unerwünschte Geräusche, die aus dem abwechselnden Anlegen gegenüber liegender Flanken der Zähne von Ritzel und Zahnrad resultieren.
Bekannt ist, ein solches Getriebespiel dadurch möglichst weitgehend zu eliminieren, dass die Ritzelwelle schwenkbar um eine Achse, die senkrecht zu der Längsachse der Ritzelwelle und in einem Abstand zu dem Verzahnungseingriff von Ritzel und Zahnrad verläuft, gelagert ist und mittels eines oder mehrerer Federelemente gegen das Zahnrad gedrückt wird. Die Schwenkbarkeit der Ritzelwelle wird dabei regelmäßig in eine der zwei Lagerungen, über die die Ritzelwelle endseitig gelagert ist, integriert. Diese Lagerung wird auch als„Festlager“ bezeichnet. Die Lagerung im Bereich des anderen Endes ist dann mit einem definierten Spiel ausgeführt (sogenanntes „Loslager“; vgl. beispielsweise DE 10 2005 035 020 A1 ), um die mit einer solchen Schwenkbewegung einhergehende Auslenkung zu ermöglichen. Das Festlager ist regelmäßig antriebsseitig vorgesehen, während das Loslager an dem freien Ende der Ritzelwelle vorgesehen ist. Das oder die Federelemente zum Andrücken des Ritzels an das Zahnrad können dabei sowohl in das Loslager als auch in das Festlager integriert sein.
Ein solches Lenkgetriebe, bei dem die Federkraft für die Anfederung mittels des Festlagers erzeugt wird, ist beispielsweise aus der DE 10 2008 040 673 A1 bekannt. Bei diesem Lenkgetriebe ist vorgesehen, ein Kugellager, das die Ritzelwelle im Bereich des Festlagers aufnimmt, außenseitig in einer Schwenkhülse zu lagern. Die
Schwenkhülse umfasst eine Lagerhülse, die das Kugellager weitgehend spielfrei aufnimmt, und einen Außenring, der weitgehend spielfrei in einer Aufnahme eines Gehäuses des Lenkgetriebes gehalten ist, wobei der Außenring und die Lagerhülse über mehrere Torsionsstege verbunden sind, die bei einem Verdrehen des Außenrings zu der Lagerhülse tordiert werden. Nach der Montage des Lenkgetriebes sind die Torsionsstege derart tordiert, dass die dadurch erzeugte elastische Rückstellwirkung die Anfederung der Ritzelwelle bewirkt.
In der bislang unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2017 218 853.7 ist ein Lenkgetriebe beschrieben, bei dem u.a. eine Lagerhülse des Festlagers, die den Außenring des Kugellagers sowie den Innenring eines Schwenkrings, der neben dem Innenring noch einen Außenring und diese verbindende Torsionsstege umfasst, aufnimmt, aus Kunststoff ausgebildet ist. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, sämtliche innerhalb der Lagerhülse aufgenommenen Komponenten und folglich auch den Innenring des Schwenkrings durch Umgießen im Rahmen eines
Spritzgussprozesses in die Lagerhülse zu integrieren. Ein solches Vorgehen führt dazu, dass auch Abschnitte der Torsionsstege in den Kunststoff, aus dem die
Lagerhülse ausgebildet ist, eingebettet sind. Da sich die Torsionsstege im Betrieb des Lenkgetriebes funktional verformen sollen, führt deren Einbettung in den Kunststoff der Lagerhülse zu erheblichen lokalen Spannungen in dem Kunststoff, der zu einem Reißen und damit langfristig einem Versagen der Lagerhülse führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Problematik, die sich aus der
Ausgestaltung eines Lenkgetriebes, wie es in der deutschen Patentanmeldung 10 2017 218 853.7 beschrieben ist, ergibt, zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird mittels eines Lenkgetriebes gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Lenkgetriebes ist Gegenstand des Patentanspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Lenkgetriebes und bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist ein Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, das zumindest ein Gehäuse, ein Zahnrad, ein mit dem Zahnrad kämmendes Ritzel, insbesondere ein Schraubritzel, und eine das Ritzel umfassende (Schraub-)Ritzelwelle aufweist.
Die Ritzelwelle ist auf einer Seite des Ritzels in einem Festlager gelagert, das ein Drehlager umfasst, in dem die Ritzelwelle aufgenommen ist. Das Drehlager umfasst hierzu zumindest einen inneren Lagerring und einen äußeren Lagerring sowie gegebenenfalls, bei einer bevorzugten Ausgestaltung als Wälz- und insbesondere als Kugellager, mehrere zwischen den Lagerringen angeordnete Wälzelemente, insbesondere Kugeln. Die Ritzelwelle ist innerhalb des inneren Lagerrings des
Drehlagers aufgenommen. Das Drehlager und insbesondere ein äußerer Lagerring des Drehlagers des Festlagers ist weiterhin in einer Lagerhülse aufgenommen. Zudem umfasst das Festlager einen Schwenkring, der einen Außenring sowie einen Innenring aufweist, die über mehrere (insbesondere zwei)Torsionsstege verschwenkbar miteinander verbunden sind, wobei der Innenring in der Lagerhülse aufgenommen ist und der Außenring innerhalb des Gehäuses des Lenkgetriebes gelagert und darin insbesondere (bezüglich zumindest einer, vorzugsweise bezüglich sämtlicher
Richtungen, d.h. unbeweglich) festgelegt angeordnet ist.
Die Lagerhülse ist zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aus Kunststoff (insbesondere aus einem oder mehreren thermoplastischen Kunststoffen,
vorzugsweise zumindest teilweise mit Faserverstärkung) ausgebildet. Dadurch kann einerseits eine einfache Herstellbarkeit für die Lagerhülse beziehungsweise das gesamte Festlager und damit für das Lenkgetriebe realisiert werden. Zudem kann sich die Lagerhülse infolge der Ausgestaltung aus Kunststoff durch ein relativ geringes Bauteilgewicht auszeichnen. Zumindest die Lagerhülse eines solchen Lenkgetriebes kann dabei gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise durch
Spritzgießen aus Kunststoff ausgebildet werden beziehungsweise als Spritzgussteil ausgebildet sein. Um eine relativ große lokale Belastung des Kunststoffs der Lagerhülse infolge einer funktionalen Deformation der Torsionsstege im Betrieb des Lenkgetriebes zu vermeiden, ist erfindungsgemäß zudem vorgesehen, dass sich die Torsionsstege jeweils durch eine Öffnung in der Lagerhülse erstrecken, wobei zumindest eine derjenigen Begrenzungsflächen, die die Öffnung in bezüglich der Längsachse der Lagerhülse axialer Richtung begrenzen,
- beabstandet von dem darin aufgenommenen Torsionssteg angeordnet ist und/oder
- eine (gemittelte) radiale Breite aufweist, die kleiner ist als die über dem Umfang gemittelte radiale Breite desjenigen axialen Abschnitts der Lagerhülse (insgesamt), in der diese Begrenzungsfläche liegt; vorzugsweise kann die zumindest eine Begrenzungsfläche, die die Öffnung bezüglich der Längsachse der Lagerhülse in axialer Richtung begrenzt, dabei die kleinste radiale Breite desjenigen axialen Abschnitts der Lagerhülse, in der diese Begrenzungsfläche liegt, aufweisen. Mit „radialer Breite“ ist die Dimensionierung der Begrenzungsflächen in radialer Richtung bezüglich der Längsachse der Lagerhülse zu verstehen
Durch entsprechende Abstände zwischen den Torsionsstegen und zumindest den axialen Begrenzungsflächen der diese aufnehmenden Öffnungen kann erreicht werden, dass sich die Torsionsstege im Betrieb des Lenkgetriebes funktional deformieren können, ohne dass es zu einem Kontakt mit diesen Begrenzungsflächen kommt. Bei entsprechend geringer Dimensionierung dieser Abstände kann es aber auch sein, dass bei einer relativ weitgehenden Deformation der Torsionsstege ein Kontakt mit den Begrenzungsflächen erfolgt, wobei die durch diesen Kontakt in dem Kunststoff der Lagerhülse erzeugten Spannungen jedoch nur relativ gering sind, wodurch auch langfristig eine Überlastung des Kunststoffs ausgeschlossen werden kann.
Die Freiräume, die grundsätzlich durch den Abstand zwischen den Torsionsstegen und den jeweils zugeordneten Begrenzungsflächen ausgebildet sind, können freibleibend oder zumindest temporär mit insbesondere einem von dem Material, das die
Lagerhülse zumindest im Bereich der Begrenzungsflächen ausbildet, abweichenden Material ausgefüllt sein. Ein temporäres Ausfüllen dieser Freiräume kann insbesondere im Rahmen der Herstellung der Lagerhülse, insbesondere mittels Spritzgießens, vorgesehen sein, um ein Fließen des Materials in die vorgesehenen Freiräume zu verhindern beziehungsweise um die Abstände zwischen den Torsionsstegen und den jeweils zugeordneten Begrenzungsflächen auszubilden. Das Material, das in den Freiräumen aufgenommen ist, kann nach der Herstellung der Lagerhülse entfernt werden, um die Freiräume für den Betrieb des Lenkgetriebes freizulegen. Dieses kann bei ausreichend hoher Flexibilität und insbesondere Elastizität aber auch zwischen den Torsionsstegen und den Begrenzungsflächen verbleiben, da es dann die aus der Deformation der Torsionsstege resultierende Belastung nur in einem relativ geringen Maße auf die Begrenzungsflächen und damit auf das Material der Lagerhülse überträgt.
Bei der erfindungsgemäß ebenfalls möglichen relativ kleinen radialen Breite der Begrenzungsflächen kann auch vorgesehen sein, dass diese die Torsionsstege auch in deren undeformiertem Zustand kontaktieren, wobei die relativ kleine radiale Breite der Begrenzungsflächen zu einer ausreichend großen Elastizität der Lagerhülse in diesem Bereich führt, so dass dieser Bereich der Lagerhülse zusammen mit den
Torsionsstegen im Betrieb des Lenkgetriebes deformiert werden kann, ohne zu einer Überlastung des Kunststoffs zu führen.
Erfindungsgemäß ist zumindest eine und sind vorzugsweise zumindest beide der Begrenzungsflächen, die die Öffnungen in axialer Richtung begrenzen, beabstandet angeordnet und/oder mit relativ kleiner radialer Breite ausgeführt, da die Wege, um die die Torsionsstege deformiert werden, in axialer Richtung (aufgrund einer
entsprechenden Biegung der Torsionsstege) deutlich größer als in Umfangsrichtung (aufgrund einer Torsion der Torsionsstege) sein können. In Umfangsrichtung besteht folglich üblicherweise nicht die Gefahr einer Überlastung des dortigen Kunststoffs der Lagerhülse infolge einer Deformation der Torsionsstege, selbst wenn die dortigen, mit relativ großer radialer Breite dimensionierten Begrenzungsflächen die Torsionsstege auch im unbelasteten Zustand kontaktieren.
Grundsätzlich ist es aber möglich, auch diejenige Begrenzungsflächen, die die
Öffnungen in Umfangsrichtung der Lagerhülse begrenzen, entsprechend beabstandet anzuordnen und/oder mit relativ kleiner radialer Breite auszuführen. Dies kann jedoch insbesondere bei der bevorzugten Herstellung zumindest der Lagerhülse durch Spritzgießen mit einem erheblichen Zusatzaufwand verbunden sein.
Die Ritzelwelle eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann vorzugsweise auf der anderen Seite des Ritzels in einem Loslager gelagert sein, das ein Drehlager umfasst, in dem die Ritzelwelle aufgenommen ist, wobei für das Drehlager (und damit auch für das darin aufgenommene Ende der Ritzelwelle) eine radiale Beweglichkeit innerhalb des Gehäuses gewähreistet ist. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Drehlager und insbesondere ein äußerer Lagerring davon in einer Lagerbüchse aufgenommen ist, die derart innerhalb des Gehäuses aufgenommen ist, dass eine radiale Beweglichkeit des Drehlagers und damit des darin aufgenommenen Endes der Ritzelwelle innerhalb des Gehäuses gewähreistet ist.
Ein solches Loslager kann beispielsweise eine Ausgestaltung gemäß der
DE 10 2005 035 020 A1 aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Lagerbüchse des Loslagers eine das Drehlager aufnehmende Innenbuchse und eine die Innenbuchse umgebende und in dem Gehäuse festgelegt angeordnete
Außenbuchse aufweist, wobei die Außenbuchse und die Innenbuchse einen Ringspalt begrenzen und wobei die Außenbuchse und die Innenbuchse derart über einen flexiblen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, dass diese in zumindest einer radialen Richtung relativ zueinander beweglich sind.
Die Lagerbüchse kann alternativ auch derart ausgestaltet sein, dass diese mit einem Anschlagelement verbunden oder selbst als Anschlaghülse ausgebildet ist, das/die verschiebbar und gleichzeitig drehgesichert innerhalb eines Aufnahmeraums des Gehäuses angeordnet ist, wobei durch einen Anschlag zwischen dem
Anschlagelement oder der Anschlaghülse und einer vorzugsweise zylindrischen Wandung des Aufnahmeraums die durch das Festlager geführte
Schwenkbeweglichkeit der Ritzelwelle begrenzt ist, wobei das Anschlagelement oder die Anschlaghülse einerseits und der Aufnahmeraum andererseits derart ausgebildet sind, dass nur bei einem solchen Anschlag, infolge des Zusammenwirkens von dann kontaktierenden Kontaktflächen des Anschlagelements oder der Anschlaghülse und der Wandung des Aufnahmeraums, zusätzlich eine Schwenkbeweglichkeit der Ritzelwelle um eine senkrecht zu der Schwenkachse ausgerichtete Achse blockiert ist.
Das Drehlager des Loslagers des erfindungsgemäßen Lenkgetriebes umfasst zumindest einen inneren Lagerring und einen äußeren Lagerring sowie
gegebenenfalls, bei einer bevorzugten Ausgestaltung als Wälz- und insbesondere als Kugellager, mehrere zwischen den Lagerringen angeordnete Wälzelemente, insbesondere Kugeln, wobei die Ritzelwelle innerhalb des inneren Lagerrings aufgenommen ist und diesen dabei vorzugsweise direkt kontaktiert. Der äußere Lagerring kann vorzugsweise direkt kontaktierend innerhalb der Lagerbüchse des Loslagers aufgenommen sein. Ein solches erfindungsgemäß Lenkgetriebe kann vorzugsweise weiterhin dadurch gekennzeichnet sein, dass die Lagerhülse und/oder ein äußerer Lagerring des
Drehlagers des Festlagers über ein Verbindungselement, das ein- oder mehrteilig ausgebildet sein kann, direkt oder indirekt (beispielsweise über eine Lagerbüchse des Loslagers) mit einem äußeren Lagerring des Drehlagers des Loslagers verbunden ist beziehungsweise zusammenwirkt. Das Verbindungselement kann dabei insbesondere derart ausgebildet sein, dass dieses zumindest eine Belastung, die zu einem Kippen des äußeren Lagerrings des Drehlagers des Festlagers führt, direkt oder indirekt auf den äußeren Lagerring des Drehlagers des Loslagers überträgt. Dadurch kann erreicht werden, dass das Rückstellmoment der elastisch tordierten Torsionsstege des
Schwenkrings des Festlagers nicht mehr ausschließlich über das Drehlager des Festlagers auf die Ritzelwelle übertragen wird, um diese gegen das Zahnrad zu drücken, sondern die sich aus dem Rückstellmoment ergebende Schwenkbelastung der Lagerhülse des Festlagers zusätzlich beziehungsweise primär über das
Verbindungselement auf das Drehlager des Loslagers und damit auf das darin gelagerte Ende der Ritzelwelle übertragen wird. In Verbindung mit einem Kontakt zwischen dem Ritzel und dem Zahnrad, der zwischen dem Festlager und dem Loslager gegeben ist, ergibt sich eine durch das Rückstellmoment der tordierten Torsionsstege begründete Belastung der Drehlager, die im Wesentlichen radial ausgerichtet ist. Eine Übertragung eines Kippmoments in relevanter Höhe von den Drehlagern und insbesondere von dem Drehlager des Festlagers auf die Ritzelwelle kann dadurch vermieden werden. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, das Drehlager des
Festlagers und/oder das Drehlager des Loslagers relativ klein zu dimensionieren, was sich positiv hinsichtlich der Größe und des Gewichts sowie hinsichtlich der
Herstellungskosten eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes auswirken kann.
Weiterhin kann ein in konstruktiver Hinsicht relativ einfach ausgestaltetes Drehlager, vorzugsweise ein einreihiges Radialkugellager, für das Festlager und/oder das
Loslager gewählt werden, was sich ebenfalls positiv hinsichtlich der Größe und des Gewichts sowie hinsichtlich der Herstellungskosten eines erfindungsgemäßen
Lenkgetriebes auswirken kann.
Die Lagerbüchse, die zur Lagerung des Drehlagers des Loslagers vorgesehen ist, kann vorzugsweise auch von dem Verbindungselement selbst ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen
Lenkgetriebes mit Verbindungselement kann vorgesehen sein, dass das
Verbindungselement zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement über seine gesamte Länge rohrförmig ausgebildet ist und die Ritzelwelle dabei umgibt, wobei eine (gegebenenfalls eine einzige) im Bereich des Ritzels angeordnete Öffnung in dem Rohrmantel des Verbindungselements vorgesehen ist, die sich über einen Teil des Umfangs und einen Teil der Länge des Rohrmantels erstreckt und die einen Eingriff des Ritzels mit dem Zahnrad ermöglicht. Ein solches rohrförmiges Verbindungselement ist, bezogen auf das Bauteilgewicht, relativ biegesteif, was eine vorteilhafte Übertragung einer
Schwenkbelastung von der Lagerhülse und/oder dem äußeren Lagerring des
Drehlagers des Festlagers auf das Loslager ermöglicht.
Bei einer insbesondere aus fertigungstechnischen Gründen vorteilhaften
Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement mit der Lagerhülse integral (d.h. zumindest direkt miteinander verbunden) und vorzugsweise einstückig (d.h. nicht über separate
Verbindungselemente miteinander verbunden), insbesondere auch materialeinheitlich, ausgebildet ist. Besonders bevorzugt kann demnach vorgesehen sein, dass die Einheit aus Lagerhülse und Verbindungselement als einstückiges Bauteil aus einem oder mehreren Kunststoffen, insbesondere aus einem einzigen Kunststoff, ausgebildet ist. Dabei kann dieses Bauteil insbesondere im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens spritzgegossen werden.
Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Lenkgetriebes kann dann noch vorgesehen sein, dass das Drehlager des Loslagers innerhalb eines (End-)Abschnitts des Verbindungselements und ein (derselbe oder ein anderer) Abschnitt des Verbindungselements innerhalb der (dann separaten)
Lagerbüchse des Loslagers direkt oder indirekt gelagert ist. Dies kann insbesondere zu einer relativ guten Montierbarkeit eines solchen erfindungsgemäßen Lenkgetriebes führen.
Im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest die Lagerhülse durch Spritzgießen aus Kunststoff ausgebildet wird, kann weiterhin bevorzugt vorgesehen sein, dass die Lagerhülse in axialer Richtung, d.h. durch ein Auseinanderbewegen von Werkzeugteilen des hierfür verwendeten Spritzgusswerkzeugs entlang der Längsachse der Lagerhülse, entformt wird. Dabei kann weiterhin bevorzugt vorgesehen sein, dass, sofern vorgesehen, der Abstand zwischen den Torsionsstegen und der mindestens einen Begrenzungsfläche der jeweils zugehörigen Öffnung, durch die sich die Torsionsstege erstrecken, durch einen radialbeweglichen Schieber des Spritzgusswerkzeugs oder durch einen Gießkern aus einem von dem Material der Lagerhülse abweichenden Material ausgebildet wird. Ein solcher Gießkern kann dabei auch derart vorgesehen sein, dass dieser dauerhaft in dem grundsätzlich durch den Abstand zwischen den Torsionsstegen und den
Begrenzungsflächen ausgebildeten Freiräumen verbleibt. Eine relativ kleine radiale Breite dieser mindestens einen Begrenzungsfläche, die die Lagerhülse eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes ebenfalls aufweisen kann, kann dagegen durch eine lokal entsprechend (klein) dimensionierte Kavität des Spritzgusswerkzeugs ausgebildet werden.
Bei einer Herstellung der Lagerhülse und/gegebenenfalls auch des
Verbindungselements als Spritzgussbauteil(e) kann sich eine asymmetrische
Ausgestaltung negativ auswirken, da diese zu einem entsprechend asymmetrischen Verzug des oder der Spritzgussbauteile infolge der Aushärtung und des Auskühlens des Kunststoffs führen kann. Um dies zu vermeiden kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Quer- beziehungsweise Radialschnittflächen der Lagerhülse und/oder des Verbindungselements bezüglich der (jeweiligen oder gemeinsamen) Längsachse, so weit wie möglich, rotationssymmetrisch, zumindest jedoch möglichst weitgehend, vorzugsweise exakt punktsymmetrisch ausgebildet sind. Rotationssymmetrische Querschnittflächen können bei der Lagerhülse im Wesentlichen über der gesamten Längserstreckung realisiert werden. Lediglich in demjenigen Bereich, in dem die Torsionsstege durch die Mantelfläche der Lagerhülse geführt sind, müssen
gegebenenfalls Querschnittflächen vorgesehen sein, die nicht rotationssymmetrisch und gegebenenfalls nicht einmal punktsymmetrisch sind. Da es sich hierbei jedoch lediglich um einen relativ kleinen Abschnitt der Längserstreckung der Lagerhülse handelt, kann dies hinsichtlich eines Verzugs der Lagerhülse unproblematisch sein. Bei dem Verbindungselement kann diesbezüglich jedoch eine Öffnung, durch die ein Eingriff der Verzahnungen von Ritzel und Zahnrad ermöglicht wird, problematisch sein. Um in diesem gegebenenfalls relativ langen Abschnitt der Längserstreckung des Verbindungselements zumindest eine Punktsymmetrie zu erhalten, kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement in diesem Abschnitt seiner Längserstreckung nicht nur die den Verzahnungseingriff ermöglichende Öffnung sondern zusätzlich, um 180° in Umfangsrichtung bezüglich der Längsachse versetzt, eine vorzugsweise identisch ausgebildete Öffnung aufweist. In diesem Längsabschnitt wird das
Verbindungselement dann von zwei um 180° in Umfangsrichtung bezüglich der Längsachse versetzt und vorzugsweise punktsymmetrisch angeordneten Verbindungsstreben ausgebildet, die auch jeweils aus einer Mehrzahl von Teilstreben bestehen können. Vorzugsweise kann dabei vorgesehen sein, dass die
Verbindungsstreben in Form von teilzylindrischen Schalenkörpern ausgebildet sind.
Für eine vorteilhafte belastungsgerechte Ausgestaltung der aus Kunststoff
ausgebildeten Lagerhülse und gegebenenfalls auch des vorzugsweise mit der Lagerhülse einstückig verbundenen Verbindungselements kann vorgesehen sein, dass auf dessen/deren Außenseiten in Längsrichtung verlaufende Verstärkungsrippen ausgebildet sind. Die Verstärkungsrippen können dabei vorzugsweise in
Umfangsrichtung auf der gesamten Außenseite der Lagerhülse und/oder des
Verbindungselements und/oder in gleichmäßiger Teilung in Umfangsrichtung angeordnet sein.
Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes kann vorgesehen sein, dass die Lagerhülse einen umlaufenden Absatz ausbildet, an dem ein axiales Ende eines äußeren Lagerrings des Drehlagers des Festlagers direkt oder indirekt abgestützt ist. Dadurch kann insbesondere eine relativ einfache Herstellbarkeit und/oder Montierbarkeit für ein solches erfindungsgemäßes Lenkgetriebe realisiert werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung eines solchen erfindungsgemäßen
Lenkgetriebes kann dann noch vorgesehen sein, dass der Innendurchmesser des Absatzes an dem bezüglich des Drehlagers proximal gelegenen Rand größer als der Innendurchmesser des äußeren Lagerrings an dem bezüglich des Absatzes proximal gelegenen Rand und/oder größer als der Innendurchmesser an dem bezüglich des Absatzes proximal gelegenen Rand von einem zwischen dem äußeren Lagerring und dem Absatz angeordneten, vorzugsweise scheibenförmigen Ringelement ausgebildet ist. Dadurch kann insbesondere vermieden werden, dass im Rahmen einer Herstellung einer Baugruppe, die zumindest das Drehlager des Festlagers, den Schwenkring und die Lagerhülse des Festlagers sowie gegebenenfalls auch das Ringelement umfasst, Kunststoff in das Drehlager eindringt, wenn die Lagerhülse durch Spritzgießen ausgebildet wird, wobei zumindest der äußere Lagerring des Drehlagers und der Innenring des Schwenkrings teilweise in den Kunststoff eingebettet werden.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Lagerhülse zwei umlaufende Absätze ausbildet, an denen jeweils ein axiales Ende des äußeren Lagerrings des Drehlagers (direkt oder indirekt, dann insbesondere über den Innenring des Schwenkrings) abgestützt ist. Demnach kann in vorteilhafter Weise eine Bauteilgruppe, die zumindest aus dem äußeren Lagerring des Drehlagers, dem Innenring des
Schwenkrings und vorzugsweise einem oder mehreren Ringelementen besteht, axial unbeweglich zwischen den umlaufenden Absätzen der Lagerhülse angeordnet sein. Dies ist vorteilhaft durch eine Herstellung der Lagerhülse durch Spritzgießen bei gleichzeitigem Umgießen beziehungsweise bei gleichzeitiger Einbettung dieser Bauteilgruppe in den Kunststoff realisierbar. Ein besonderer Vorteil, der sich aus einer solchen Ausgestaltung des Festlagers eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes ergeben kann, liegt darin, dass durch eine Schwindung der Lagerhülse infolge der Aushärtung und der Abkühlung des Kunststoffs eine Vorspannung erzeugt werden kann, die in axialer und/oder radialer Richtung auf die Bauteilgruppe wirkt, wodurch die Bauteile dieser Bauteilgruppe einander und auch die Innenseite der Lagerhülse spielfrei kontaktieren. Ein anderenfalls durch ein solches Spiel bedingtes, ungewolltes Geräuschverhalten des Lenkgetriebes im Betrieb kann demnach vermieden werden, ohne dass dazu besondere konstruktive Maßnahmen erforderlich wären.
Der ringförmige Körper des oder der Ringelemente kann gegebenenfalls eine L- förmige Längsschnittfläche aufweisen, um eine relativ hohe Belastbarkeit in axialer Richtung zu realisieren. Bei dem oder einem der Ringelemente kann es sich auch um den Innenring des Schwenkrings handeln.
Die Erfindung betrifft auch ein Lenksystem, das zumindest ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe sowie einen drehantreibend mit der Ritzelwelle verbundenen Lenkmotor umfasst. Das Zahnrad des Lenkgetriebes kann weiterhin drehfest oder drehantreibend mit einer Lenkwelle, insbesondere einer Lenksäule, des Lenksystems verbunden sein. Das erfindungsgemäße Lenksystem kann insbesondere als Hilfskraftlenksystem ausgebildet sein, bei dem mittels des Lenkmotors ein unterstützendes Drehmoment erzeugt werden kann, so dass ein von einem Fahrer eines das Hilfskraftlenksystem umfassenden Kraftfahrzeugs für ein Lenken des Kraftfahrzeugs auf die Lenksäule aufzubringendes Lenkmoment reduziert (ggf. temporär auch bis auf null) ist. Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit, das Lenksystem derart auszubilden, dass von dem Lenkmotor stets das gesamte für ein Lenken erforderliche Lenkmoment erzeugt wird, um insbesondere eine sogenannte Steer-by-Wire-Funktionalität des Lenksystems bzw. des Kraftfahrzeugs zu realisieren, bei der keine mechanische Verbindung zwischen einer Lenkhandhabe (sofern überhaupt noch vorgesehen) und den lenkbaren Rädern vorhanden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Lenksystem.
Die unbestimmten Artikel („ein“,„eine“,„einer“ und„eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden
Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 : einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe gemäß einer ersten Ausgestaltungsform;
Fig. 2: eine erste alternative Ausgestaltungsform einer Baugruppe umfassend ein Festlager und ein mit einer Lagerhülse des Festlagers integral ausgebildetes Verbindungselement für ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 3: die Baugruppe gemäß der Fig. 2 in einer Seitenansicht;
Fig. 4: die Lagerhülse und das mit dieser integral ausgebildete Verbindungselement der Baugruppe gemäß den Fig. 2 und 3 in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 5: in einer Seitenansicht ein dem Festlager der Baugruppe gemäß den Fig. 2 bis 4 entsprechendes Festlager in separater Ausgestaltung;
Fig. 6: eine zweite alternative Ausgestaltungsform einer Baugruppe umfassend ein Festlager und ein mit einer Lagerhülse des Festlagers integral ausgebildetes Verbindungselement für ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebes in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 7: die Lagerhülse und das mit dieser integral ausgebildete Verbindungselement der Baugruppe gemäß der Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 8: eine alternative Ausgestaltung der Lagerhülse für eine Baugruppe gemäß der Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht; und Fig. 9: in einer Seitenansicht eine der Lagerhülse gemäß der Fig. 8 entsprechende Lagerhülse in separater Ausgestaltung.
Die Fig. 1 zeigt die wesentlichen Bestandteile eines erfindungsgemäßen
Lenkgetriebes. Dieses umfasst ein Gehäuse 1 , innerhalb dessen ein Zahnrad 2 sowie ein mit dem Zahnrad 2 kämmendes Ritzel 3 in Form eines Schraubritzels drehbar angeordnet sind. Das Ritzel 3 und eine das Ritzel 3 umfassende (Schraub-)Ritzelwelle 4 sind in Form einer Schnecke integral ausgebildet.
Das Zahnrad 2 ist fest auf einer Abtriebswelle 5 des Lenkgetriebes befestigt. Diese Abtriebswelle 5, die in dem gezeigten Ausgestaltungsbeispiel eine Verzahnung für eine sichere drehfeste Verbindung mit dem Zahnrad 2 aufweist, kann beispielsweise mit einer zumindest in einem Abschnitt als Zahnstange ausgebildeten Lenkstange kämmen, wodurch die Zahnstange eine Translationsbewegung durchführt, die in bekannter Weise über Radlenkhebel (nicht dargestellt) in eine Schwenkbewegung lenkbarer Räder (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs übersetzt werden kann. Bei der Abtriebswelle 5 kann es sich aber auch um eine Lenksäule eines Hilfskraftlenksystems handeln, die mit einem Lenkrad verbunden ist und über ein Lenkritzel auf die
Lenkstange wirkt.
Die Ritzelwelle 4 weist ein antriebsseitiges Ende auf, über das diese mit der
Abtriebswelle eines Lenkmotors (nicht dargestellt; z.B. ein Elektromotor) verbindbar ist. Im Bereich dieses antriebsseitigen Endes ist die Ritzelwelle 4 mittels einer ersten Lagerung in dem Gehäuse 1 gelagert. Diese Lagerung ist als Festlager 6 ausgebildet, das ein Verschwenken der Ritzelwelle 4 um eine Schwenkachse 7 (vgl. Fig. 2 und 6) zulässt. Diese Schwenkachse 7 verläuft dabei in der Fig. 1 in etwa senkrecht zur Zeichenebene. Ein solches Verschwenken bewirkt ein Auslenken des dem
antriebsseitigen Ende gegenüberliegenden Endes der Ritzelwelle 4, die dort mittels eines Loslagers 8 innerhalb des Gehäuses 1 gelagert ist. Dieses Loslager 8 ist so ausgebildet, dass es die sich aus dem Verschwenken der Ritzelwelle 4 ergebende Auslenkung dieses Endes zulässt.
Sowohl das Festlager 6 als auch das Loslager 8 umfassen jeweils ein Drehlager in Form eines Kugellagers 9. In inneren Lagerringen 10 dieser Kugellager 9 sind die entsprechenden Abschnitte der Ritzelwelle 4 gelagert, während äußere Lagerringe 11 der Kugellager 9 in jeweils einer Lagervorrichtung 12, 13 gelagert sind, die wiederum in dem Gehäuse 1 aufgenommen sind. Die Lagervorrichtungen 12, 13 sind konstruktiv so ausgebildet, dass diese im Fall des Festlagers 6 das Verschwenken der Ritzelwelle 4 um die Schwenkachse 7 und im Fall des Loslagers 8 das Auslenken des freien Endes der Ritzelwelle 4 ermöglichen.
Hierzu umfasst die Lagervorrichtung 12 des Festlagers 6 eine Lagerhülse 14 mit kreisringförmigen Querschnitten, die innenseitig in einem ersten Längsabschnitt das dazugehörige Kugellager 9 und in einem zweiten Längsabschnitt einen Innenring 16 eines Schwenkrings 15 aufnimmt. Dieser Innenring 16 des Schwenkrings 15 und der äußere Lagerring 11 des Kugellagers 9 sind unter Zwischenschaltung mehrerer Ringelemente 17 axial gesichert innerhalb der Lagerhülse 14 gelagert, wobei sich der Innenring 16 unter Zwischenschaltung jeweils eines Ringelements 17 einerseits an dem äußeren Lagerring 1 1 des Kugellagers 9 und andererseits an einem ersten, umlaufenden Absatz 26, den die Lagerhülse 14 an einem axialen Ende ausbildet, abstützt. In gleicher weise ist die bezüglich des Innenrings 16 des Schwenkrings 15 distal gelegene Seite des äußeren Lagerrings 11 des Kugellagers 9 unter
Zwischenschaltung eines Ringelements 17 an einem zweiten, umlaufenden Absatz 27, den die Lagerhülse 14 an diesem axialen Ende ausbildet, abgestützt.
Der Schwenkring 15 umfasst neben dem Innenring 16 noch einen Außenring 18.
Dieser Außenring 18 ist über zwei Torsionsstege 19 (vgl. Fig. 2 und 6) mit dem
Innenring 16 verbunden. Der Außenring 18, der Innenring 16 und die Torsionsstege 19 sind vorzugsweise einstückig aus beispielsweise Federstahl ausgebildet.
Eine axiale Lagesicherung des inneren Lagerrings 10 des Kugellagers 9 des
Festlagers 6 auf der Ritzelwelle 4 erfolgt unter Zwischenschaltung eines Druckstücks 20 mittels einer Schraube 21 , die in ein Innengewinde, das in das antriebsseitige Ende der Ritzelwelle 4 integriert ist, eingeschraubt ist. Eine axiale Lagesicherung des Außenrings 18 des Schwenkrings 15 innerhalb des Gehäuses 1 erfolgt mittels eines Schraubrings 22, der ein Außengewinde aufweist, das in ein Innengewinde des Gehäuses 1 eingeschraubt ist.
Die zwei Torsionsstege 19 definieren die Lage der Schwenkachse 7, um die der Außenring 18 relativ zu dem Innenring 16 des Schwenkrings 15 verschwenkbar ist. Die Torsionsstege 19 des Schwenkrings 15 ermöglichen dabei nicht nur ein Verschwenken des Außenrings 18 zu dem Innenring 16 und damit der Ritzelwelle 4 relativ zu dem Zahnrad 2 beziehungsweise zu dem Gehäuse 1 , sondern bewirken gleichzeitig diejenige Federkraft, durch die das Ritzel 3 in die Verzahnung des Zahnrads 2 gedrückt wird, um ein möglichst geringes Getriebespiel und damit eine möglichst geringe Geräuschentwicklung im Betrieb des Lenkgetriebes, insbesondere bei einem Wechsellenken, zu erreichen. Diese Federkraft ergibt sich daraus, dass bei der Montage des Lenkgetriebes die Ritzelwelle 4 soweit infolge eines Kontakts mit dem Zahnrad 2 ausgelenkt wird, dass sich eine ausreichende Verdrillung der Torsionsstege 19 ergibt, wodurch die elastischen Rückstellmomente, die aus dieser Verdrillung der Torsionsstege 19 resultieren, der Auslenkung der Ritzelwelle 4 entgegenwirken und diese somit gegen das Zahnrad 2 beaufschlagen.
Die Lagervorrichtung 13 des Loslagers 8 umfasst ein Anschlagelement in Form einer Anschlaghülse 23, die derart beweglich innerhalb eines von dem Gehäuse 1 ausgebildeten Aufnahmeraums 24 angeordnet ist, dass die Schwenkbeweglichkeit um die durch das Festlager 6 definierte Schwenkachse 7 in den Grenzen eines konstruktiv definierten Grundspiels möglich ist. Dabei wird dieses Grundspiel beziehungsweise diese Schwenkbeweglichkeit in einer Richtung durch einen vollständigen
beziehungsweise an jeweils zwei Flanken der einzelnen Zähne von Ritzel 3 und Zahnrad 2 auftretenden Kontakt, der durch die Federbelastung mittels der tordierten Torsionsstege 19 bewirkt wird, und in der anderen Richtung durch einen Anschlag, der durch einen Kontakt der kreisringförmigen Anschlaghülse 23, mit einem in einer Aufnahmeöffnung des Gehäuses 1 angeordnetem Anschlagelement 25 ausgebildet ist, begrenzt. Die Tiefe, mit der das Anschlagelement 25 in den Aufnahmeraum 24 ragt, kann dabei zumindest einmalig einstellbar sein.
Das Lenkgetriebe umfasst weiterhin ein Verbindungselement 28, das mit der
Lagerhülse 14 des Festlagers 6 einstückig und materialeinheitlich verbunden beziehungsweise als Verlängerung von dieser ausgebildet ist. Das
Verbindungselement 28 ist grundsätzlich rohrförmig mit kreisringförmigen oder teilkreisringförmigen Querschnitten ausgebildet, wobei dieses eine Mantelöffnung 29 aufweist, die in einem mittigen Abschnitt des Verbindungselements 28 angeordnet ist und die sich über einen Abschnitt von dessen Umfang erstreckt. Durch diese
Mantelöffnung 29 kann ein Abschnitt des Zahnrads 2 in das von dem
Verbindungselement 28 begrenzte und die Ritzelwelle 4 in dem u.a. das Ritzel 3 ausbildenden Abschnitt aufnehmende Innenvolumen ragen, um einen Eingriff der Verzahnungen des Zahnrads 2 und des Ritzels 3 zu ermöglichen.
Ein rohrförmiger Endabschnitt des Verbindungselements 28 erstreckt sich bis in das Loslager 8 des Lenkgetriebes, wobei das Kugellager 9 des Loslagers 8 mit dem dazugehörigen äußeren Lagerring 11 axial beweglich innerhalb dieses Endabschnitts des Verbindungselements 28 gelagert ist. Dieser Endabschnitt des
Verbindungselements 28 wiederum ist innenseitig in der Anschlaghülse 23 des Loslagers 8 gelagert. Das Verbindungselement 28 bildet demnach zusammen mit der Anschlaghülse 23 eine Lagerbüchse für das Kugellager 9 des Loslagers 8 aus.
Mittels des Verbindungselements 28 wird einerseits bewirkt, dass die elastischen Rückstellmomente, die aus der Torsion der Torsionsstege 19 des Schwenkrings 15 des Festlagers 6 resultieren, nicht ausschließlich über das Kugellager 9 des Festlagers 6 auf die Ritzelwelle 4 übertragen werden, was mit einer relativ hohen Kippbelastung dieses Kugellagers 9 verbunden wäre. Vielmehr werden diese elastischen
Rückstellmomente primär über die Lagerhülse 14 des Festlagers 6 und das damit integral verbundene Verbindungselement 28 auf das Kugellager 9 des Loslagers 8 übertragen.
Die Lagerhülse 14 des Festlagers 6 und das integral mit der Lagerhülse 14
ausgebildete Verbindungselement 28 sind in Form eines Spritzgussbauteils aus einem Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff, ausgebildet. Bei der Herstellung dieser Einheit aus Lagerhülse 14 und Verbindungselement 28 durch Spritzgießen werden das Kugellager 9 des Festlagers 6, der Schwenkring 15 und die insgesamt drei Ringelemente 17 teilweise von dem dabei genutzten Kunststoff umgossen. Hierzu werden der innere Lagerring 10 des Kugellagers 9, der Innenring 16 des Schwenkrings 15 und die beiden diesen Innenring 16 kontaktierenden
Ringelemente 17 auf einen abgestuften Abschnitt eines ersten Gießkerns (nicht dargestellt) aufgeschoben. Ein zweiter Gießkern (nicht dargestellt), der insbesondere zur Ausbildung des Innenvolumens des rohrförmigen Verbindungselements 28 vorgesehen ist, trägt in einem Endabschnitt mit reduziertem Durchmesser das dritte Ringelement 17 und stößt stirnseitig an das bezüglich des Schwenkrings 15 distal gelegene Ende des inneren Lagerrings 10 des Kugellagers 9. Nach einer
Positionierung der Gießkerne und der von diesen getragenen Komponenten, d.h. des Kugellagers 9, des Schwenkrings 15 und der Ringelemente 17, innerhalb einer Kavität eines Spritzgusswerkzeugs (nicht dargestellt) kann, bei zusätzlicher Verwendung eines radial beweglich Schiebers (nicht dargestellt), durch den die Mantelöffnung 29 des Verbindungselements 28 ausgebildet wird, der fließfähige Kunststoff in das
Spritzgusswerkzeug eingebracht und zur Aushärtung gebracht werden. Der Anguss kann dabei vorzugsweise ringförmig im Bereich einer der axialen Enden des herzustellenden Spritzgussbauteils oder über eine Mehrzahl von über einem Umfang des Spritzgussbauteils beziehungsweise der Kavität des Spritzgusswerkzeugs verteilten Anspritzpunkten erfolgen. Auch ein zentraler Anguss (z.B. Schirmanguss oder Telleranguss) ist möglich. Dadurch, dass die Innendurchmesser der von der Lagerhülse 14 ausgebildeten Absätze 26, 27 größer als die Innendurchmesser der jeweils daran anliegenden Ringelemente 17 (jeweils bezogen auf den proximal gelegenen Rand) ist, wird während des Spritzgussprozesses ein Eindringen des fließfähigen Kunststoffs in das Kugellager 9 vermieden.
Infolge der Aushärtung und des Abkühlens des Kunststoffs findet eine Schwindung der Lagerhülse 14 statt, durch die die einander kontaktierende Anordnung des äußeren Lagerrings 11 des Kugellagers 9, des Innenrings 16 des Schwenkrings 15 und der drei Ringelemente 17 radial und axial elastisch beaufschlagt wird, wodurch eine
Spielfreiheit realisiert wird, die sich vorteilhaft auf das Geräuschverhalten des
Lenkgetriebes im Betrieb auswirkt.
Ein Entformen der aus dem Kugellager 9 des Festlagers 6, dem Schwenkring 15, den Ringelementen 17 und der Einheit aus Lagerhülse 14 und Verbindungselement 28 bestehenden Baugruppe kann in axialer Richtung bezüglich der Längsachse 30 erfolgen, nachdem der Schieber, der zur Ausbildung der Mantelöffnung 29 vorgesehen ist, zurückgezogen wurde.
Die Anschlaghülse 23 des Loslagers 8 besteht ebenfalls aus einem thermoplastischen Kunststoff, der jedoch im Vergleich zu dem Kunststoff, aus dem die Einheit aus Lagerhülse 14 und Verbindungselement 28 ausgebildet ist, weicher beziehungsweise elastischer ist. Dadurch soll eine Geräuschentwicklung infolge eines Kontakts mit dem Anschlagelement 25 während des Betriebs des Lenkgetriebes gedämpft werden. Die Anschlaghülse 23 kann separat hergestellt werden, beispielsweise ebenfalls mittels Spritzgießens, und nachträglich auf den entsprechenden Endabschnitt des
Verbindungselements 28 aufgesetzt und mit diesem verbunden werden. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Anschlaghülse 23 und die Einheit aus Lagerhülse 14 und Verbindungselement 28 in Form eines integralen Spritzgussbauteils durch einen 2-Komponenten-Spritzgussprozess herzustellen.
Auf der Außenseite der Lagerhülse 14 sowie auf der Außenseite des
Verbindungselements 28 sind eine Mehrzahl von in gleichmäßiger Teilung in
Umfangsrichtung über der jeweiligen Außenfläche verteilt angeordneten
Verstärkungsrippen 31 ausgebildet, die sich in Längsrichtung der Lagerhülse 14 beziehungsweise des Verbindungselements 28 erstrecken und konkret parallel bezüglich der Längsachse 30 verlaufen. Die Verstärkungsrippen 31 der Lagerhülse 14 erstrecken sich dabei bis in die bezüglich des Verbindungselements 28 distal gelegene Stirnseite der Lagerhülse 14 sowie in die bezüglich des Verbindungselements 28 proximal gelegene Stirnseite, die den außenseitigen, umlaufenden Absatz, der im Übergang zwischen der Lagerhülse 14 und dem Verbindungselement 28 ausgebildet ist, darstellt. In diesen Stirnseiten verlaufen die Verstärkungsrippen 31 radial. Die Verstärkungsrippen 31 der Lagerhülse 14 und des Verbindungselements 28, die jeweils paarweise ineinander übergehen, sollen insbesondere eine relativ große Biegesteifigkeit bei gleichzeitig relativ geringem Bauteilgewicht der Einheit aus
Lagerhülse 14 und Verbindungselement 28 gewährleisten.
In den Fig. 2 und 3 ist eine Baugruppe bestehend aus einem Festlager 6, einem Verbindungselement 28 und einer Anschlaghülse 23 für ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe, das beispielsweise im Übrigen gemäß der Fig. 1 ausgebildet sein kann. Diese Baugruppe unterscheidet sich von der entsprechenden Baugruppe gemäß der Fig. 1 zum einen dahingehend, dass in demjenigen Längsabschnitt, in dem das Verbindungselement 28 eine (Mantel-)Öffnung 29 ausbildet, die einen
Verzahnungseingriff von Ritzel 3 und Zahnrad 2 ermöglicht, mit punktsymmetrischen Querschnittsflächen ausgebildet ist. Dies wird dadurch erreicht, dass das
Verbindungselement 28 in diesem Längsabschnitt eine der genannten Mantelöffnung 29 gegenüberliegende, identisch geformte Mantelöffnung 29 umfasst. In diesem Längsabschnitt ist der Mantel des Verbindungselements 28 folglich auf zwei
Verbindungsstreben reduziert, die identische Abmessungen aufweisen und um 180° in Umfangsrichtung bezüglich der Längsachse 30 versetzt beziehungsweise einander gegenüberliegend angeordnet sind. Auch diese Verbindungsstreben weisen außenseitig Verstärkungsrippen 31 auf.
Wie bei der Lagerhülse 14 gemäß der Fig. 1 (was darin nicht erkennbar ist), ist auch bei der Lagerhülse 14 gemäß den Fig. 2 bis 4 vorgesehen, dass sich die Torsionsstege 19 jeweils durch eine Öffnung 32 in der Lagerhülse 14 erstrecken, wodurch diese den innerhalb der Lagerhülse 14 aufgenommenen Innenring 16 mit dem außerhalb der Lagerhülse 14 aufgenommenen Außenring 18 des Schwenkrings 15 verbinden können. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beiden Begrenzungsflächen 33, die diese Öffnungen 32 jeweils in axialer Richtung begrenzen, beabstandet von dem darin aufgenommenen Torsionssteg 19 angeordnet sind. Dadurch können sich die Torsionsstege 19 im Betrieb eines die Baugruppe umfassenden Lenkgetriebes deformieren, ohne dass es zu einem Kontakt der Torsionsstege 19 mit diesen
Begrenzungsflächen 33 kommen würde. Eine mechanische Überlastung des
Kunststoffs der Lagerhülse 14 in den diese Begrenzungsflächen 33 ausbildenden Bereichen kann dadurch vermieden werden.
Wie es sich aus der Fig. 4 ergibt, sind die Öffnungen 32 in der Lagerhülse 14, die die Torsionsstege 19 aufnehmen, in etwa H-förmig ausgebildet. Die beiden senkrecht beziehungsweise in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitte dieser H-förmigen Öffnungen 32 werden im Rahmen der Herstellung der Lagerhülse 14 mittels Schiebern des Spritzgusswerkzeug (nicht dargestellt), das zum Spritzgießen der Lagerhülse 14 und des damit verbundenen Verbindungselements 28 verwendet wird, ausgebildet. Alternativ dazu können diese Abschnitte der Öffnungen 32 aber auch durch Gießkerne aus einem von dem Material der Lagerhülse 14 abweichenden Material freigehalten werden. Jeweils der mittlere beziehungsweise axial verlaufende Abschnitt der H- förmigen Öffnungen 32 wird dagegen durch die Torsionsstege 19 selbst freigehalten. Demnach kontaktieren die Begrenzungsflächen 33, die die Öffnungen 32 in
Umfangsrichtung begrenzen, die entsprechend angrenzenden Außenflächen der Torsionsstege 19. Eine mechanische Überlastung des dortigen Kunststoffs der Lagerhülse 14 ist im Betrieb des Lenkgetriebes jedoch nicht zu befürchten, da die funktionale Deformation der Torsionsstege 19 im Betrieb des Lenkgetriebes nur mit sehr kleinen Deformationswegen in Umfangsrichtung verbunden ist. Relevant groß sind diese Deformationswege lediglich in axialer Richtung, was primär darauf zurückzuführen ist, dass infolge der Ausgestaltung des Ritzels 3 als Schraubritzel die Verzahnungskräfte auch in axialer Richtung der Ritzelwelle 4 wirken und diese axiale Komponente der Verzahnungskräfte zu einer entsprechenden Biegung der
Torsionsstege 19 führt.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Baugruppe für ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe gemäß einer zweiten alternativen Ausgestaltungsform, die wiederum ein Festlager 6 und ein mit einer Lagerhülse 14 des Festlagers 6 integral ausgebildetes
Verbindungselement 28 umfasst. Eine ebenfalls zu dieser Baugruppe gehörende Anschlaghülse 23, die derjenigen gemäß den Fig. 2 und 3 entspricht, ist in den Fig. 6 und 7 nicht dargestellt. Die Baugruppe gemäß den Fig. 6 und 7 entspricht
grundsätzlich derjenigen gemäß den Fig. 2 bis 4. Die einzigen Unterschiede zwischen diesen Baugruppen liegen in der Ausgestaltung der die Torsionsstege 19
aufnehmenden Öffnungen 32 und in konstruktiven Details, die sich aus der Art und Weise, wie diese Öffnungen 32 im Rahmen der Herstellung der Lagerhülse 14 durch Spritzgießen erzeugt wurden, ergeben haben
Die Öffnungen 32 der Lagerhülse 14 gemäß den Fig. 6 und 7 weisen jeweils eine rechteckige Form auf (vgl. insbesondere Fig. 7), wobei sämtliche der diese Öffnungen 32 begrenzenden Begrenzungsflächen 33 die angrenzenden Außenflächen der Torsionsstege 19 kontaktieren. Eine Überlastung des diese Begrenzungsflächen 33 ausbildenden Kunststoffs der Lagerhülse 14, insbesondere infolge einer Deformation der Torsionsstege 19 in axialer Richtung im Betrieb eines die Baugruppe umfassenden Lenkgetriebes, wird dadurch vermieden, dass die radiale Breite der die Öffnungen 32 in axialer Richtung begrenzenden Begrenzungsflächen 33 relativ klein im Vergleich zu der radialen Breite beziehungsweise der Wandstärke der Lagerhülse 14 in den übrigen Umfangsabschnitten der diese Begrenzungsflächen 33 umfassenden Abschnitte beziehungsweise Querschnittsflächen ist. Die diese Begrenzungsflächen 33
ausbildenden Bereiche der Lagerhülse 14 weisen dadurch eine relativ hohe Elastizität auf und können daher problemlos durch die im Betrieb des Lenkgetriebes deformierten Torsionsstege 19 (mit-)verformt werden, ohne dass damit eine mechanische
Überlastung des dortigen Kunststoffs einhergehen würde.
Die relativ kleine radiale Breite der die Öffnungen 32 in axialer Richtung begrenzenden Begrenzungsflächen 33 wird im Rahmen der Herstellung der Lagerhülse 14
beziehungsweise der Baugruppe erreicht. Das dazu genutzte Spritzgusswerkzeug (nicht dargestellt) ist zweiteilig (zuzüglich zwei Schieber, die zur Ausbildung der Mantelöffnungen 29 vorgesehen und die innerhalb eines der Werkzeugteile
aufgenommen sind) ausgebildet, wobei die Trennebene zwischen den zwei
Werkzeugteilen im Bereich des Schwenkrings 15 verläuft. An der die Außenseite der Lagerhülse 14 ausbildenden Formfläche jedes Werkzeugteils sind zwei parallel zu der Längsachse 30 der Lagerhülse 14 verlaufende Vorsprünge vorgesehen, wobei jeweils ein innenseitiger Vorsprung der beiden Werkzeugteile zueinander fluchtend sowie axial angrenzend an einem der Torsionsstege 19 angeordnet sind. Dadurch bilden diese jeweils zwei Vorsprünge eine in axialer Richtung verlaufende Vertiefung 34 in der Außenseite der Lagerhülse 14 aus.
Die Fig. 8 zeigt ein Bauteil, das in integraler Form eine Lagerhülse 14 und ein
Verbindungselement 28 umfasst, wobei dieses Bauteil demjenigen gemäß den Fig. 6 und 7 mit der Ausnahme unterschiedlicher axialer Breiten der Öffnungen 32, die für Aufnahme der Torsionsstege 19 vorgesehen sind, entspricht. Durch eine entsprechende innenseitige Dimensionierung der Lagerhülse 14 werden im Rahmen der Herstellung einer Baugruppe, die dieses Bauteil und die innerhalb der
dazugehörigen Lagerhülse 14 aufgenommenen Komponenten einschließlich eines Schwenkrings 15 umfasst, Öffnungen 32 erzeugt, deren axiale Breite deutlich größer als die axiale Breite der darin aufgenommenen Torsionsstege 19 ist. Wie bei der Baugruppe gemäß den Fig. 2 bis 4 sind die Begrenzungsflächen 33, die diese Öffnungen 32 in axialer Richtung begrenzen, demnach beabstandet von den jeweils darin aufgenommenen Torsionsstegen 19 angeordnet. Die Herstellung einer das Bauteil gemäß der Fig. 8 umfassenden Baugruppe erfolgt in der Art und Weise, wie es für die Baugruppe gemäß den Fig. 6 und 7 beschrieben ist.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Festlagers 6 ist auch bei solchen umsetzbar, bei denen die Lagerhülse 14 nicht mit einem Verbindungselement 28 verbunden beziehungsweise integral ausgebildet ist. Die Fig. 5 und 9 zeigen separate Lagerhülsen 14 für solche Festlager 6, die ansonsten in konstruktiver Hinsicht und auch hinsichtlich der Art und Weise, wie diese hergestellt werden, denjenigen gemäß den Fig. 2 bis 4 beziehungsweise gemäß der Fig. 8 entsprechen.
Bezuqszeichenliste Gehäuse
Zahnrad
(Schraub-)Ritzel
(Schraub-)Ritzelwelle
Abtriebswelle des Lenkgetriebes
Festlager
Schwenkachse
Loslager
Kugellager
innerer Lagerring eines Kugellagers
äußerer Lagerring eines Kugellagers
Lagervorrichtung des Festlagers
Lagervorrichtung des Loslagers
Lagerhülse
Schwenkring
Innenring des Schwenkrings
Ringelement
Außenring des Schwenkrings
Torsionssteg
Druckstück
Schraube
Schraubring
Anschlaghülse
Aufnahmeraum
Anschlagelement
erster Absatz der Lagerhülse
zweiter Absatz der Lagerhülse
Verbindungselement
Mantelöffnung
Längsachse des Verbindungselements, der Lagerhülse, der Kugellager, der Ringelemente und der Ritzelwelle
Verstärkungsrippe
Öffnung in der Lagerhülse
Begrenzungsfläche einer Öffnung in der Lagerhülse 34 Vertiefung der Lagerhülse

Claims

Patentansprüche:
1. Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit
- einem Gehäuse (1 ),
- einem Zahnrad (2),
- einem mit dem Zahnrad (2) kämmenden Ritzel (3) und
- einer das Ritzel (3) umfassenden Ritzelwelle (4),
wobei die Ritzelwelle (4) auf einer ersten Seite des Ritzels (3) in einem
Festlager (6) gelagert ist, das ein Drehlager umfasst, in dem die Ritzelwelle (4) aufgenommen ist und das in einer Lagerhülse (14) aus Kunststoff
aufgenommen ist, und wobei das Festlager (6) weiterhin einen Schwenkring (15) umfasst, der einen Außenring (18) sowie einen Innenring (16) aufweist, die über mehrere Torsionsstege (19) schwenkbar miteinander verbunden sind, wobei der Innenring (16) in der Lagerhülse (14) aufgenommen ist und der Außenring (18) innerhalb des Gehäuses (1 ) gelagert ist, dadurch
gekennzeichnet, dass sich die Torsionsstege (19) jeweils durch eine Öffnung (32) in der Lagerhülse (14) erstrecken, wobei zumindest eine derjenigen Begrenzungsflächen (33), die die Öffnung (32) in bezüglich der Längsachse (30) der Lagerhülse (14) axialer Richtung begrenzen,
beabstandet von dem darin aufgenommenen Torsionssteg (19) angeordnet ist und/oder
eine radiale Breite aufweist, die kleiner ist als die über dem Umfang gemittelte radiale Breite desjenigen axialen Abschnitts der Lagerhülse (14), in dem diese Begrenzungsfläche (33) liegt.
2. Lenkgetriebe gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Freiraum, der zwischen dem Torsionssteg (19) und der mindestens einen Begrenzungsfläche (33) ausgebildet ist, mit einem von dem Material der Lagerhülse (14) abweichenden Material ausgefüllt ist.
3. Lenkgetriebe gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Begrenzungsfläche (33), die die Öffnung (32) in bezüglich der Längsachse (30) der Lagerhülse (14) axialer Richtung begrenzt, die kleinste radiale Breite desjenigen axialen Abschnitts der Lagerhülse (14), in der diese Begrenzungsfläche (33) liegt, aufweist.
4. Lenkgetriebe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ritzelwelle (4) auf der zweiten Seite des Ritzels (3) in einem Loslager (8) gelagert ist, das ein Drehlager umfasst, in dem die Ritzelwelle (4) aufgenommen ist, wobei für dieses Drehlager eine radiale Beweglichkeit innerhalb des Gehäuses (1 ) gewähreistet ist und wobei die Lagerhülse (14) und/oder ein äußerer Lagerring (1 1 ) des Drehlagers des Festlagers (6) über ein Verbindungselement (28) mit einem äußeren Lagerring (1 1 ) des Drehlagers des Loslagers (8) verbunden ist.
5. Lenkgetriebe gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verbindungselement (28) in zumindest einem Längsabschnitt eine Öffnung (29) aufweist, in die das Zahnrad (2) ragt.
6. Lenkgetriebe gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (28) und die Lagerhülse (14) einstückig und
materialeinheitlich ausgebildet sind.
7. Lenkgetriebe gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager des Loslagers (8) innerhalb eines Abschnitts des
Verbindungselements (28) gelagert ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Lenkgetriebes gemäß einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Lagerhülse (14) durch Spritzgießen aus Kunststoff ausgebildet wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
Schwenkring (15) durch teilweises Umgießen in die Lagerhülse (14) integriert wird.
10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lagerhülse (14) in axialer Richtung entformt wird, wobei
- der Abstand zwischen den Torsionsstegen (19) und der mindestens einen Begrenzungsfläche (33) der jeweils zugehörigen Öffnung (32) durch einen radialbeweglichen Schieber eines Spritzgusswerkzeugs oder durch einen Gießkern aus einem von dem Material der Lagerhülse (14) abweichenden Material ausgebildet wird und/oder
- die relativ kleine radiale Breite durch eine entsprechend dimensionierte Kavität des Spritzgusswerkzeugs ausgebildet wird.
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