DE102011001217A1 - Electro-mechanical steering system for vehicle, has servo housing provided with actuator and gear box and connected with steering housing, and plastic part inserted between servo housing and steering housing - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenksystem in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a steering system in a vehicle according to the preamble of claim 1.
Bekannt sind elektromechanische Lenksysteme in Fahrzeugen, die einen elektrischen Servomotor aufweisen, über den eine die Lenkbewegung unterstützendes Servomoment erzeugbar ist. Der Servomotor ist an ein Servogehäuse angeflanscht, welches ein Getriebe zum Einleiten des unterstützenden Moments in die Zahnstange des Lenksystems aufweist. Das Servogehäuse ist separat vom Lenkgehäuse des Lenksystems ausgeführt und mit dem Lenkgehäuse verbunden.Electromechanical steering systems are known in vehicles, which have an electric servo motor, via which a servo-assisting the steering movement can be generated. The servomotor is flanged to a servo housing, which has a gear for introducing the supporting moment in the rack of the steering system. The servo housing is designed separately from the steering housing of the steering system and connected to the steering housing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen ein Servogehäuse fest mit einem Lenkgehäuse in einem Lenksystem zu verbinden, wobei auch über einen langen Betriebszeitraum die Relativlage des Servogehäuses am Lenkgehäuse beibehalten und eine unerwünschte Geräuschentwicklung im Verbindungsbereich zwischen Lenk- und Servogehäuse vermieden werden soll.The invention has for its object to connect with simple design measures a servo housing fixed to a steering housing in a steering system, while maintaining the relative position of the servo housing on the steering housing and an undesirable noise in the connecting region between the steering and servo housing should be avoided over a long period of operation ,
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.
Das erfindungsgemäße Lenksystem wird in Fahrzeugen eingesetzt und weist ein Lenkgehäuse zur Aufnahme einer Zahnstange auf, der über eine Lenksäule, welche durch eine Lenkbetätigung des Fahrers verdreht wird, eine Stellbewegung zum Einstellen des gewünschten Radlenkwinkels aufgeprägt wird. Zum Einleiten eines unterstützenden Servomoments ist die Zahnstange mit einem Getriebe wirkgekoppelt, das in einem Servogehäuse aufgenommen ist und von einem Aktor beaufschlagt wird; der Aktor und das Getriebe bilden eine Servoeinrichtung zur Lenkunterstützung. Das Lenkgehäuse und das Servogehäuse sind als separate Bauteile ausgeführt, wobei das Servogehäuse über geeignete Verbindungsmaßnahmen, beispielsweise über Schraubverbindungen am Lenkgehäuse fixiert ist.The steering system according to the invention is used in vehicles and has a steering housing for receiving a rack, which is impressed via a steering column, which is rotated by a steering operation of the driver, an adjusting movement for setting the desired Radlenkwinkels. To initiate a supporting servo torque, the rack is operatively coupled to a gear which is received in a servo housing and acted upon by an actuator; the actuator and the transmission form a servo for steering assistance. The steering housing and the servo housing are designed as separate components, wherein the servo housing is fixed via suitable connection measures, for example via screw on the steering housing.
Bei dem Aktor der Servoeinrichtung handelt es sich vorzugsweise um einen elektrischen Servomotor. Gegebenenfalls kommen aber auch sonstige Aktoren in Betracht, beispielsweise hydraulisch betätigte Aktoren.The actuator of the servo device is preferably an electric servomotor. Optionally, however, other actuators come into consideration, such as hydraulically actuated actuators.
Beim erfindungsgemäßen Lenksystem ist zwischen das Servogehäuse und das Lenkgehäuse mindestens ein Kunststoffteil eingesetzt. Das Kunststoffteil überträgt Verbindungskräfte vom Servogehäuse auf das Lenkgehäuse, und zwar insbesondere quer bzw. radial zu einem Antriebsritzel, über das die Unterstützungsbewegung des Aktors der Servoeinrichtung auf die Zahnstange übertragen wird. Gegebenenfalls kommt auch eine Abstützung in Achsrichtung, also entlang der Längsachse des Antriebsritzels in Betracht, wobei auch Ausführungen möglich sind, bei denen ausschließlich in Radialrichtung über das Kunststoffteil eine Abstützung stattfindet und in Achsrichtung die in der Regel aus Metall bestehenden Gehäuse unmittelbar aufeinander liegen. Aufgrund der Abstützung in Radialrichtung über das Kunststoffteil ist zum einen eine zentrische Ausrichtung von Servogehäuse und Lenkgehäuse gegeben.In the steering system according to the invention, at least one plastic part is inserted between the servo housing and the steering housing. The plastic part transmits connecting forces from the servo housing to the steering housing, in particular transversely or radially to a drive pinion, via which the support movement of the actuator of the servo device is transmitted to the rack. Optionally, a support in the axial direction, ie along the longitudinal axis of the drive pinion into consideration, whereby also embodiments are possible in which takes place exclusively in the radial direction on the plastic part a support and in the axial direction, which are usually made of metal housing directly to each other. Due to the support in the radial direction over the plastic part is on the one hand given a centric alignment of servo housing and steering housing.
Darüber hinaus hat die Verwendung des Kunststoffteils zwischen Servo- und Lenkgehäuse den Vorteil, dass eine unerwünschte Geräuschentwicklung vermieden wird, welche während des Betriebs durch eine mögliche Relativbewegung zwischen den Gehäuseteilen entstehen kann. Insbesondere aufgrund dynamischer Belastungen können elastische Verformungen sowohl im Lenkgehäuse als auch im Servogehäuse auftreten, was zu einer Relativbewegung und damit einhergehend zu einem unerwünschten Geräusch, beispielsweise einem Knarzen führen kann. Durch die Verwendung des Kunststoffteils wird zumindest in Radialrichtung ein unmittelbarer Kontakt zwischen Lenk- und Servogehäuse vermieden; es besteht vielmehr nur ein Kontakt zwischen dem Kunststoffteil und einem der Gehäuse, was jedoch aufgrund der Materialpaarung Kunststoff-Metall nicht oder nur in signifikant reduzierter Weise zu einer Geräuschentwicklung führt. Die Verwendung eines Kunststoffteils gewährleistet die notwendige zentrische Ausrichtung des Antriebsritzels in den das Antriebsritzel aufnehmenden Lagern gleichermaßen wie bei bekannten Materialpaarungen.In addition, the use of the plastic part between the servo and the steering housing has the advantage that an undesirable noise is avoided, which may arise during operation by a possible relative movement between the housing parts. In particular, due to dynamic loads elastic deformation can occur both in the steering housing and in the servo housing, which can lead to a relative movement and, consequently, to an undesirable noise, such as a creak. By using the plastic part, a direct contact between the steering and servo housing is avoided at least in the radial direction; Rather, there is only contact between the plastic part and one of the housings, which, however, does not result in noise development or only in a significantly reduced manner due to the material combination of plastic-metal. The use of a plastic part ensures the necessary centric alignment of the drive pinion in the bearing receiving the drive pinion alike as in known material pairings.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das Kunststoffteil ringförmig ausgebildet. Insbesondere bei einer Ausführung der Verbindung des Servogehäuses mit dem Lenkgehäuse über einen Verbindungshals an einem Gehäuse und eine Verbindungsausnehmung im anderen Gehäuse wird der Kunststoffring um den Verbindungshals bzw. in die Verbindungsausnehmung gelegt bzw. eingesetzt. Vorteilhafterweise ist der Kunststoffring so dimensioniert, dass die Verbindung zwischen Kunststoffring und Verbindungshals bzw. Verbindungsausnehmung als Presspassung ausgeführt ist, wodurch sich zusätzliche Verbindungsmaßnahmen zur Sicherung des Kunststoffrings an einem der Gehäuse erübrigen. Gegebenenfalls ist der Kunststoffring geschlitzt ausgeführt, um eine radiale Dehnung oder ein radiales Zusammenpressen ausführen zu können. Im Falle eines Aufsetzens des Kunststoffrings auf den Verbindungshals wird der Kunststoffring gedehnt, bei einem Einsetzen in die kreisförmige Verbindungsausnehmung wird der Kunststoffring zusammengepresst. Gegebenenfalls kommt auch in Achsrichtung ein Zusammenpressen des Kunststoffringes in Betracht.In a further advantageous embodiment, the plastic part is annular. In particular, in one embodiment of the connection of the servo housing with the steering housing via a connecting neck to a housing and a connecting recess in the other housing, the plastic ring is placed or inserted around the connecting neck or in the connecting recess. Advantageously, the plastic ring is dimensioned so that the connection between the plastic ring and connecting neck or connecting recess is designed as a press fit, thereby eliminating additional connecting measures to secure the plastic ring on one of the housing. Optionally, the plastic ring is slotted designed to perform a radial expansion or a radial compression can. In the case of placing the plastic ring on the connecting neck, the plastic ring is stretched, when inserted into the circular connecting recess of the plastic ring is pressed together. Optionally comes in the axial direction a compression of the plastic ring into consideration.
Im Falle einer Ausführung der Verbindung zwischen den Gehäusen als Verbindungshals und Verbindungsausnehmung kann es zweckmäßig sein, zusätzlich zu dem Kunststoffring auch einen Dichtring vorzusehen, der um den Verbindungshals gelegt wird. Der Dichtring kann mit dem Kunststoffring ein Zwei-Komponenten-Bauteil bilden, bei dem Dichtring und Kunststoffring miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Anspritzen des Dichtrings an den Kunststoffring. Möglich ist aber auch eine separate Ausführung von Dichtring und Kunststoffring, wobei der Dichtring gegebenenfalls axial unmittelbar an den Kunststoffring angrenzt. Gemäß einer weiteren Ausführung ist dagegen vorgesehen, dass in den Verbindungshals eine umlaufende Nut eingebracht ist, in die der Dichtring eingesetzt ist. In dieser Ausführung sind Kunststoff- und Dichtring durch einen Wandabschnitt an der Mantelfläche des Verbindungshalses voneinander getrennt.In the case of an embodiment of the connection between the housings as a connecting neck and connecting recess, it may be expedient to provide, in addition to the plastic ring, a sealing ring which is placed around the connecting neck. The sealing ring can form a two-component component with the plastic ring, in which sealing ring and plastic ring are connected to one another, for example by injection molding of the sealing ring on the plastic ring. But it is also possible a separate version of sealing ring and plastic ring, wherein the sealing ring optionally adjacent axially directly to the plastic ring. According to a further embodiment, however, it is provided that in the connecting neck, a circumferential groove is introduced, in which the sealing ring is inserted. In this embodiment, plastic and sealing ring are separated by a wall portion on the lateral surface of the connecting neck.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.
Das in
Das Lenksystem
Wie
Der elektrische Servomotor
Wie der Schnittdarstellung gemäß
Zur Verbindung von Lenkgehäuse
In den folgenden
Im Ausführungsbeispiel gemäß
Im Ausführungsbeispiel gemäß
Im Ausführungsbeispiel gemäß
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lenksystemsteering system
- 22
- Lenkradsteering wheel
- 33
- Lenksäulesteering column
- 44
- Lenkgehäusesteering housing
- 55
- Lenkgestängesteering linkage
- 66
- Vorderradfront
- 77
- elektrischer Servomotorelectric servomotor
- 88th
- Zahnstangerack
- 99
- Spurstangetie rod
- 1010
- ServogehäuseServogehäuse
- 1111
- Drehmomentsensortorque sensor
- 1212
- Sensorkabelsensor cable
- 1313
- LenkeingangswelleSteering input shaft
- 1414
- Schraubescrew
- 1515
- Antriebsritzelpinion
- 1616
- Kugellagerball-bearing
- 1717
- Nadellagerneedle roller bearings
- 1818
- Verbindungshalsconnection neck
- 1919
- Verbindungsausnehmungconnecting recess
- 2020
- Dichtringseal
- 2121
- KunststoffringPlastic ring
- 2222
- Nutgroove
Claims (10)
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- 2011-03-11 DE DE201110001217 patent/DE102011001217A1/en not_active Withdrawn
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R081 | Change of applicant/patentee |
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