DE102007019258B4 - Verfahren für den Zusammenbau einer elektrischen Hilfskraftlenkung - Google Patents
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Abstract
Verfahren für den Zusammenbau einer elektrischen Servolenkung mit achsparalleler Anordnung zweier Zahnriemenscheiben (3a, 3b, 12), auf denen ein Zahnriemen (5) zur Übertragung einer Rotationsbewegung vorgesehen ist, und zur Einstellung einer Zahnriemenspannung des Zahnriemens (5) eine Achsposition einer Riemenscheibe (3a, 3b, 12) zur Festlegung eines Achsabstand (Z) mittels einer externen Fügevorrichtung (18) variiert und abschließend festgelegt wird dadurch gekennzeichnet, dass vor der Festlegung des Achsabstandes (Z) zur Einstellung einer Zahnriemenspannung des Zahnriemens (5) eine Größe geeignet zur Quantifizierung einer momentanen Zahnriemenspannung abgefühlt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Zusammenbau einer elektrischen Hilfskraftlenkung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Hauptanspruchs.
- Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Hilfskraftlenkung nach dem Oberbegriff von Anspruch 12, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zusammengebaut ist.
- Die Erfindung geht von einer aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Hilfskraftlenkung für ein Kraftfahrzeug mit achsparalleler Anordnung aus, d.h. eine Getriebeachse und die Achse einer Antriebseinheit liegen parallel zueinander.
- Die
WO 02/076808 A1 - Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für den Zusammenbau einer Hilfskraftlenkung anzugeben, welches es ermöglicht, eine einfache Einstellung einer Riemenspannung vorzunehmen
- Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hautpanspruchs gelöst.
- Weitere bevorzugte Ausführungsvarianten des Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben und stützten sich auf den Inhalt der Figurenbeschreibung.
-
1 zeigt schematisch wesentliche Getriebebestandteile einer elektrischen Hilfskraftlenkung. In einem Getriebedeckel1 ist ein Kugelmuttergewindetrieb2 angeordnet, welcher in Wirkverbindung mit einer Zahnstange4 steht. Eine Rotationsbewegung wird mittels eines Zahnriemens5 auf eine erste Riemenscheibe3a des Kugelmuttergewindetriebes2 übertragen und in eine Translationsbewegung der Zahnstange4 zur Erzielung einer Radwinkelverstellung von gelenkten Rädern umgewandelt. Die Zahnstange4 ist hierzu in bekannter Weise mittels Gelenke und Spurstange mit den gelenkten Rädern eines Kraftfahrzeugs verbunden (nicht dargestellt). Der Kugelgewindetrieb2 ist über ein Lager mit dem Gehäuse1 verbunden. - Nachfolgend werden die einzelnen Verfahrensschritte anhand der
2a beschrieben: - Eine nicht gezeigte Montagestation erhält den vormonierten Getriebedeckel
1 . Ein Zahnriemen5 wird auf das Riemenrad3a des Kugelmuttergetriebes2 aufgelegt. Ein nachfolgender Verfahrensschritt sieht vor, dass ein Montagedom7 mittels einer geeigneten Vorrichtung in eine hiefür vorgesehenen kreisförmige Durchbruchsöffnung9 des Getriebedeckels1 eingeführt wird, den Zahnriemen5 an seiner inneren Lauffläche erfasst und durch eine BewegungY senkrecht zur EinfuhrbewegungX in eine Montagestellung bringt. Hierzu ist es erforderlich, dass die Vorrichtung zum Einbringen des Montagedorns7 wenigstens diese beiden FreiheitsgradeX ,Y aufweist. - Eine bevorzugte Ausführungsform zur Einbringung des Montagedorns
7 ist in2b schematisch dargestellt. - Der Dorn weist in einem vorderen Bereich einen exzentrischen Fortsatz, einen Exzenter
21 auf, der bei Verdrehung des Doms eine BewegungskomponenteY senkrecht zur Einfuhrbewegung erzeugt, welche den Zahnriemen aufspannt. Die Hülse8 und der Exzenter21 können dabei einteilig ausgeführt sein. Alternativ ist die Hülse8 mit einer Exzentrizität ausgestattet und der Dorn konzentrisch ausgeführt. - Die weiteren Verfahrenschritte werden anhand der
3 beschrieben. Im weiterten Verlauf erfolgt die Montage des Lenkgetriebegehäuses10 . Die Montage einer elektromotorischen Antriebseinheit6 erfolgt in einem Verfahrensschritt, der nachfolgend beschrieben ist.
Eine schematisch angedeutete Fügevorrichtung18 fügt die elektrische Antriebseinheit6 , welche in axialer Fortsetzung einer Rotorwelle11 des Motors ein Ritzel12 aufweist, in das Innere des Lenkgetriebegehäuses10 . In Folge davon wir das Ritzel12 gegen den Montagedorn7 gedrückt, der durch diese Bewegung aus dem durch den aufgespannten Bereich des Zahnriemens5 hinaus geschoben wird. Das Ritzel12 der Antriebseinheit6 greift nun in den Zahnriemen5 ein.
Beim Herausdrücken des Montagedorns7 begünstigt die Hülse8 ein Abstreifen des Zahnriemens5 über den Montagedorn7 und ermöglicht zusätzlich eine grobe Vorpositionierung des Zahnriemens. - Die Hülse
8 wird mit einem bestimmten Maß in den Bereich eingeführt, welches eine optimale Zahnriemenlage festlegt. Die optimale Lage des Zahnriemens5 ist durch diejenige Position bestimmt, welche eine verwindungsfreie Lage des Zahnriemens5 auf der Riemenscheibe2a der Mutter des Kugelgewindegetriebes2 und des Ritzels12 der elektromotorischen Antriebseinheit6 ermöglicht. Das Ritzel12 der Antriebseinheit6 stellt dabei die zweite Riemenscheibe3b dar. -
4 zeigt weitere Verfahrensschritte. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, eine definierte, reproduzierbare und weitgehend reibungsfreie Einstellung der Zahnriemenspannung zu ermöglichen. Dies wird dadurch erreicht, dass die elektromotorische Antriebseinheit6 mittels der Fügevorrichtung (18 ) nicht auf vollständig auf Gehäusedeckel-Anschlag respektive auf eine dort befindliche Dichtung13 angefahren wird, sondern zunächst bis auf einen in vorteilhafter Weise möglichst kleinen AbstandA , sodass zunächst keine Reibung ab den Anflanschbereichen14 entstehen kann. Gleichzeitig mit der Anfahrbewegung Xa der Antriebseinheit6 wird der Montagedorn7 mittels des Ritzels12 herausgedrückt, wobei die Hülse8 das Abstreifen des Montagedorns8 erleichtert und den Zahnriemen5 in Position hält.
Die Zahnriemenspannung wird erfindungsgemäß dadurch eingestellt, dass die Vorrichtung zum Fügen der Antriebseinheit6 eine Bewegung Ya senkrecht zur AnfahrbewegungXa ausübt, wobei das Maß der Bewegung durch einen Prozessrechner unter laufender Messung und Regelüberwachung der von der FügeVorrichtung18 aufgebrachten KraftFay erfolgt. Im Ergebnis kann so automatisiert und reproduzierbar, entsprechend einer Soll-Vorgabe für die Zahnriemenspannung, diese eingestellt werden. Regelungstechnische Problematiken während dieses Kraft-Regelungs-Vorganges hinsichtlich entstehender Reibung an den Gehäuse-Anflanschbereichen14 können, unter Beibehaltung eines vorteilhaft möglichst geringen AbstandesA , vollständig eliminiert werden. Die Ist-Kraft kann durch geeignete Kraftsensoren20 gemessen werden. Der Kraftmesssensor20 wird dabei an einer geeigneten Messstelle der Montagevorrichtung18 angeordnet. Aus der Sollvorgabe für die Zahnriemenspannung ist eine Soll-Kraft ableitbar. Entspricht diese dann der aktuell ermittelten Ist-KraftFay so wird die momentane Achsstellung, die einen AchsabstandZ festlegt, beibehalten. Als nächster Schritt ist eine Fixierung der Antriebseinheit6 vorgesehen. Hierzu wird die elektrische Antriebseinheit6 nun durch eine Bewegung Xf vollständig auf Gehäuse-Anschlag gefahren und mit dem Lenkgehäuse10 verschraubt.
An den Gehäuse-Anflanschbereichen14 entsteht nun eine entsprechend der Verschraubungskraft abhängige Reibung welche das Ritzel12 in eine zuvor eingeregelte Position zur Aufbringung der Zahnriemenspannung hält. Eine Dichtung13 dient zur Abdichtung der Antriebseinheit und dem Getriebe gegenüber eindringender Feuchtigkeit. - Nach Beendigung des Verfahrenschritts greift das Ritzel
12 der Antriebseinheit6 in die Zahnriemenverzahnung des Zahnriemens5 ein und die Hülse8 wird mit zusammen mit dem Montagedorn7 vollständig aus dem Getriebedeckel1 ausgefahren. - In einer Abwandlung des Verfahrens ist vorgesehen, die Zahnriemenspannung dadurch kontrolliert einzustellen, dass ein Kraft/Weg- Messtaster
19 in eine hierfür vorgesehene Messöffnung15 eingeführt wird und aus Verrechung einer aufgenommenen Weg/Kraft- Information in einem Prozessrechner eine momentane Zahnriemenspannung berechnet und mit einer Sollvorgabe entsprechend der einzustellenden Zahnriemenspannung in einem Steuer-/Regelvorgang in einem Prozessrechner, verglichen wird. Ist die Regelabweichung unter Berücksichtigung einer festlegbaren Toleranz gleich null so wird die Zahnriemenspannung als „eingestellt“ bewertet und nachfolgend der AchsabstandZ festgelegt. -
5 zeigt eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einer Schnittdarstellung werden eine Messöffnung15 , die auf einen nicht aufliegenden Abschnitt17 des Zahnriemens5 ausgerichtet ist und beide Riemenscheiben3a ,3b gezeigt. Die Ermittlung der momentanen Zahnriemenspannung erfolgt durch Einführung und Auflage eines Messtaster19 , der in der Lage ist, einen Kraft/Weg- Zusammenhang abzufühlen oder eine mechanische Schwingungsfrequenz zu detektieren. - Der Messtaster
19 wird hierfür in die Messöffnung15 eingeführt und auf einen nicht aufliegenden Zahnriemenbereich17 aufgelegt. - Anhand des zeitlichen Verlaufs (im Falle einer Schwingungsmessung) oder eines statischen Verlaufs (im Falle einer Kraft-/Weg Messung) des vom Messtaster
19 abgegebenen Signals können Rückschlüsse auf die momentane Zahnriemenspannung gezogen werden. - Abschließend wird der Gehäusedurchbruch
14 oder die Messöffnung15 mit einem Stopfen verschlossen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Getriebedeckel
- 2
- Kugelgewindegetriebe
- 3a
- Riemenscheibe, erste
- 3b
- Riemenscheibe, zweite
- 4
- Zahnstange
- 5
- Zahnriemen
- 6
- Antriebseinheit
- 7
- Montagedorn
- 8
- Hülse
- 9
- Durchbruchsöffnung
- 10
- Lenkgetriebegehäuse
- 11
- Rotorwelle
- 12
- Ritzel
- 13
- Dichtung
- 14
- Anflanschbereiche
- 15
- Messöffnung
- 16
- Lenkgehäuse
- 17
- Zahnriemenabschnitt, nicht aufliegend
- 18
- Fügevorrichtung
- 19
- Messtaster
- 20
- Kraftmesssensor
- 21
- Exzenter
- Z,A
- Maße
Claims (13)
- Verfahren für den Zusammenbau einer elektrischen Servolenkung mit achsparalleler Anordnung zweier Zahnriemenscheiben (3a, 3b, 12), auf denen ein Zahnriemen (5) zur Übertragung einer Rotationsbewegung vorgesehen ist, und zur Einstellung einer Zahnriemenspannung des Zahnriemens (5) eine Achsposition einer Riemenscheibe (3a, 3b, 12) zur Festlegung eines Achsabstand (Z) mittels einer externen Fügevorrichtung (18) variiert und abschließend festgelegt wird dadurch gekennzeichnet, dass vor der Festlegung des Achsabstandes (Z) zur Einstellung einer Zahnriemenspannung des Zahnriemens (5) eine Größe geeignet zur Quantifizierung einer momentanen Zahnriemenspannung abgefühlt wird.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen einer Soll-Vorgabe für die Zahnriemenspannung die Achsposition zumindest einer der Riemenscheiben (3a, 3b, 12) festgelegt wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstellung des Achsabstandes (Z) zum Zwecke einer Einstellung der Zahnriemenspannung mittels der externen Fügevorrichtung (18) unter Ausschluss von Reibungseffekten an Gehäuseanflanschbereichen (14) erfolgt. - Verfahren nach einem der vorstehenden
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Montagedorn (7) in einer hierfür vorgesehenen Durchbruchsöffnung (9) eines Getriebedeckels (1) einfährt, in einen durch den Zahnriemen (5) aufgespannten Bereich eingreift und durch eine BewegungsKomponente (Y) senkrecht zur Einfahrbewegung (X) den Zahnriemen (5) in eine Montageposition bringt. - Verfahren nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Montagedorn (7) in einer Hülse (8) verschiebbar angeordnet ist und die Hülse (8) teilweise in das Innere eines Lenkgetriebegehäuses (10) zum Zwecke einer axialen Begrenzung der Verschiebbarkeit des Zahnriemens (5) eingeführt wird. - Verfahren nach
Anspruch 4 oder5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungskomponente (Y) senkrecht zur Einfahrbewegung (X) durch Verdrehen eines exzentrischen Fortsatzes (21) der Hülse (8) oder des Montagedorns (7) verursacht wird. - Verfahren nach einem der vorstehenden
Ansprüche 4 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass die als Ritzel (12) ausgebildete Riemenscheibe (3b) einer Antriebseinheit (6) durch eine Anfahrbewegung (Xa) in das Lenkgetriebegehäuse (10) bis auf einen möglichst geringen Abstand (A) der Anflanschbereiche (14) eingefahren wird und in einen vom Zahnriemen (5) aufgespannten Bereich vordringt, wobei der Montagedorn (7) herausgedrückt wird. - Verfahren nach einem der vorstehenden
Ansprüche 2 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen der Soll-Vorgabe für die Zahnriemenspannung die Antriebseinheit (6) auf Gehäuseanschlag gefahren wird und mit einem Getriebedeckel (1) zum Zwecke der Fixierung der Antriebseinheit (6) mit einem definierten Moment verschraubt wird, wobei eine durch die Verschraubung aufgebrachte Kraft mit einer minimal geforderten Reibungskraft an den Anflanschbereichen (14) korreliert. - Verfahren nach einem der vorstehenden
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Zahnriemenspannung durch Erfassung einer mittels der Fügevorrichtung (18) eingeleiteten Kraft (Fay) mittels eines Kraftmesssensors (20) erfolgt. - Verfahren nach einem der vorstehenden
Ansprüche 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Zahnriemenspannung durch eine Schwingungsbewegung des Zahnriemens (5) an einem nicht aufliegenden Zahnriemenabschnitts (17) mittels eines Messtasters (19) erfasst wird, wobei durch Analyse einer Frequenz der Schwingung oder einer spektralen Analyse des vom Messtaster (19) abgegebenen Signals Rückschlüsse auf die Zahnriemenspannung gezogen werden. - Verfahren nach einem der vorstehenden
Ansprüche 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Zahnriemenspannung mittels eines Weg-/Kraft- Messtasters (19) erfasst wird. - Elektrische Hilfskraftlenkung mit achsparalleler Anordnung einer elektrischen Antriebseinheit (6) und eines Kugelmuttergewindetriebs (2), welche mit einem Zahnriemen (5) zur Übertragung einer Rotationsbewegung miteinander verbunden sind, wobei die Hilfskraftlenkung keine eingebaute Fügevorrichtung (18) zur Variation und Festlegung eines Achsabstandes (Z) von parallel zueinander verlaufenden Riemenscheiben (3a, 3b, 12) zur Einstellung einer Zahnriemenspannung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich eines nicht aufliegenden Zahnriemenabschnitts (17) des Zahnriemens (5) eine verschließbare Öffnung (15) im Lenkgetriebegehäuse (10) vorgesehen und geeignet zur Einführung eines Messtasters (19) ist.
- Elektrische Hilfskraftlenkung nach
Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer axialen Verlängerung einer Rotorwelle (11) der elektrischen Antriebseinheit (6) eine verschließbare Durchbruchöffnung (9), geeignet zur Einführung eines Montagedorns (7), vorgesehen ist.
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DE102007019258A1 DE102007019258A1 (de) | 2008-11-06 |
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