DE102013112542A1 - Transmission assembly for an electromechanical power steering - Google Patents

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Robert Kolloch
Rico Andersch
Dr. Span Eduard
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebebaugruppe (10) für eine elektromechanische Servolenkung (8), mit einer Riemenscheibe (22), die um eine Längsachse (A) drehbar ist sowie durch einen Treibriemen (20) angetrieben werden kann, und einer Getriebemutter (24), die um die Längsachse (A) drehbar ist sowie in einen Spindelabschnitt (26) einer Zahnstange (12) eingreifen und die Zahnstange (12) axial verschieben kann, wobei ein separater Kopplungsring (28) vorgesehen ist, der ein erstes Formschlusselement (30) zur drehfesten Verbindung mit der Getriebemutter (24) sowie ein zweites Formschlusselement (32) zur drehfesten Verbindung mit der Riemenscheibe (22) aufweist.The invention relates to a transmission assembly (10) for an electromechanical power steering system (8), comprising a pulley (22) rotatable about a longitudinal axis (A) and driven by a drive belt (20), and a gear nut (24). which is rotatable about the longitudinal axis (A) and in a spindle portion (26) of a rack (12) and the rack (12) can move axially, wherein a separate coupling ring (28) is provided, which is a first positive locking element (30) Having a rotationally fixed connection with the gear nut (24) and a second positive locking element (32) for non-rotatable connection with the pulley (22).

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebebaugruppe für eine elektromechanische Servolenkung, mit einer Riemenscheibe, die um eine Längsachse drehbar ist sowie durch einen Treibriemen angetrieben werden kann, und einer Getriebemutter, die um die Längsachse drehbar ist sowie in einen Spindelabschnitt einer Zahnstange eingreifen und die Zahnstange axial verschieben kann.The invention relates to a transmission assembly for an electromechanical power steering, with a pulley which is rotatable about a longitudinal axis and can be driven by a drive belt, and a gear nut which is rotatable about the longitudinal axis and engage in a spindle portion of a rack and axially displace the rack can.

Derartige Riemenantriebe, insbesondere Zahnriemenantriebe, sind mittlerweile zur Einleitung einer Lenkhilfskraft bei elektromechanischen Servolenkungen weit verbreitet.Such belt drives, in particular toothed belt drives, are now widely used to initiate a steering aid in electromechanical power steering systems.

So zeigt beispielsweise die gattungsgemäße EP 2 128 496 A2 eine solche Getriebebaugruppe für Servolenkungsantriebe, wobei die als Zahnriemenrad bezeichnete Riemenscheibe einen topf- oder glockenförmigen Grundkörper mit einer am Außenumfang angeordneten Verzahnung sowie wenigstens eine separate Bordscheibe aufweist, wobei die Verzahnung des Grundkörpers auf beiden Stirnseiten mit je einer Bordscheibe abgeschlossen ist.For example, the generic shows EP 2 128 496 A2 Such a transmission assembly for power steering drives, wherein the belt pulley referred to as pulley a pot-shaped or bell-shaped body having a arranged on the outer circumference toothing and at least one separate flanged wheel, wherein the toothing of the body is completed on both end faces, each with a flanged wheel.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Getriebebaugruppe für eine elektromechanische Servolenkung zu schaffen, die konstruktiv einfach aufgebaut ist sowie eine rasche und zuverlässige Montage der Riemenscheibe an der Getriebemutter erlaubt.The object of the invention is to provide a gear assembly for an electromechanical power steering, which is structurally simple and allows a quick and reliable installation of the pulley to the gear nut.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Getriebebaugruppe der eingangs genannten Art, bei der ein separater Kopplungsring vorgesehen ist, der ein erstes Formschlusselement zur drehfesten Verbindung mit der Getriebemutter sowie ein zweites Formschlusselement zur drehfesten Verbindung mit der Riemenscheibe aufweist. Diese Formschlussverbindung zwischen der Riemenscheibe und der Getriebemutter mittels eines einfachen Kopplungsrings ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Niet- oder Schraubverbindung mit mehreren Verbindungselementen konstruktiv einfacher, preiswerter und montagefreundlicher.According to the invention this object is achieved by a transmission assembly of the type mentioned, in which a separate coupling ring is provided which has a first positive locking element for rotationally fixed connection with the gear nut and a second positive locking element for non-rotatable connection with the pulley. This positive connection between the pulley and the gear nut by means of a simple coupling ring is compared to a conventional rivet or screw connection with multiple fasteners structurally simpler, cheaper and easier to assemble.

In einer Ausführungsform der Getriebebaugruppe sind die Riemenscheibe, die Getriebemutter und der Kopplungsring koaxial ausgerichtet, wobei die Riemenscheibe die Getriebemutter umschließt und der Kopplungsring radial zwischen der Riemenscheibe und der Getriebemutter angeordnet ist. Dieser koaxiale Aufbau der Getriebebaugruppe ermöglicht ein axiales Aufeinanderstecken der Einzelbauteile, gegebenenfalls unter elastischer Verformung des Kopplungsrings, und damit eine einfache und rasche Montage.In one embodiment of the transmission assembly, the pulley, the gear nut, and the coupling ring are coaxially aligned with the pulley enclosing the gear nut and the coupling ring being disposed radially between the pulley and the gear nut. This coaxial structure of the transmission assembly allows axial juxtaposition of the individual components, optionally with elastic deformation of the coupling ring, and thus a simple and quick installation.

Der Kopplungsring weist bevorzugt ein drittes Formschlusselement zur axialen Fixierung des Kopplungsrings an der Getriebemutter auf. Diese Formschlussverbindung verhindert zuverlässig und mit geringem Aufwand eine unerwünschte, axiale Relativverschiebung zwischen dem Kopplungsring und der Getriebemutter.The coupling ring preferably has a third positive locking element for axially fixing the coupling ring on the gear nut. This form-fitting connection reliably and with little effort prevents unwanted, axial relative displacement between the coupling ring and the gear nut.

Vorzugsweise ist der Kopplungsring ein offener, radial verformbarer Ring. Infolge dieser Verformbarkeit lässt sich der Kopplungsring zunächst äußerst montagefreundlich auf die Getriebemutter aufstecken und danach durch Formschluss äußerst zuverlässig an der Getriebemutter fixieren.Preferably, the coupling ring is an open, radially deformable ring. As a result of this deformability, the coupling ring can first be attached to the gear nut in an extremely easy-to-install manner and then fixed extremely reliably to the gear nut by positive locking.

Insbesondere kann der Kopplungsring ein elastischer, C-förmiger Kopplungsclip sein. In diesem Fall muss der Kopplungsring lediglich radial aufgeweitet und axial auf die Getriebemutter geschoben werden, bis er aufgrund seiner Elastizität selbständig radial einwärts in seine Montageposition einschnappt und mit der Getriebemutter eine Formschlussverbindung ausbildet.In particular, the coupling ring may be an elastic, C-shaped coupling clip. In this case, the coupling ring must only be radially expanded and pushed axially onto the gear nut until it automatically snaps radially inwardly into its mounting position due to its elasticity and forms a positive connection with the gear nut.

Bei einer Ausführung des Kopplungsrings als offener, radial verformbarer Ring und/oder elastischer, C-förmiger Kopplungsclip ist an einer radialen Außenseite der Getriebemutter vorzugsweise eine Nut ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung erstreckt, wobei der Kopplungsring einen radial nach innen ragenden Vorsprung aufweist, der im montierten Zustand der Getriebebaugruppe in die Nut der Getriebemutter eingreift. Der nach innen ragende Vorsprung des Kopplungsrings bildet somit ein drittes Formschlusselement, das mit geringem Aufwand eine axiale Fixierung des Kopplungsrings an der Getriebemutter sicherstellt.In one embodiment of the coupling ring as an open, radially deformable ring and / or elastic, C-shaped coupling clip is preferably formed on a radial outer side of the gear nut, a groove extending in the circumferential direction, wherein the coupling ring has a radially inwardly projecting projection, the engages in the groove of the gear nut in the assembled state of the gear unit. The inwardly projecting projection of the coupling ring thus forms a third positive locking element, which ensures with little effort an axial fixation of the coupling ring on the gear nut.

Ferner kann an der Getriebemutter ein radial nach außen vorstehender Flansch ausgebildet sein, der eine radiale Ausnehmung aufweist, wobei das erste Formschlusselement des Kopplungsrings im montierten Zustand der Getriebebaugruppe formschlüssig in diese Ausnehmung eingreift. Das erste Formschlusselement ist beispielsweise eine radial einwärts ragende Rippe, die in einer Umfangswand des Kopplungsrings ausgebildet ist und sich in axialer Richtung erstreckt.Furthermore, a radially outwardly projecting flange may be formed on the gear nut, which has a radial recess, wherein the first positive locking element of the coupling ring engages positively in this recess in the assembled state of the gear assembly. The first positive locking element is for example a radially inwardly projecting rib, which is formed in a peripheral wall of the coupling ring and extends in the axial direction.

In einer weiteren Ausführungsform der Getriebebaugruppe weist der Kopplungsring ein viertes Formschlusselement zur axialen Fixierung des Kopplungsrings an der Riemenscheibe auf. Damit sorgt das vierte Formschlusselement in Verbindung mit dem dritten Formschlusselement für eine zuverlässige, axiale Formschlussverbindung zwischen der Riemenscheibe und der Getriebemutter, wohingegen das erste Formschlusselement und das zweite Formschlusselement eine drehfeste Formschlussverbindung zwischen der Riemenscheibe und der Getriebemutter sicherstellen.In a further embodiment of the transmission assembly, the coupling ring on a fourth positive locking element for axially fixing the coupling ring on the pulley. Thus, the fourth positive locking element in conjunction with the third positive locking element ensures a reliable, axial positive connection between the pulley and the gear nut, whereas the first positive locking element and the second positive locking element ensure a rotationally positive fit connection between the pulley and the gear nut.

In dieser Ausführungsform weist die Riemenscheibe bevorzugt einen radial nach innen vorstehenden Flansch auf, und das vierte Formschlusselement ist bevorzugt ein in radialer Richtung elastischer Rasthaken, der im montierten Zustand der Getriebebaugruppe mit einem radialen Innenrand des Flansches eine Rastverbindung ausbildet. Demzufolge muss die Riemenscheibe bei der Montage der Getriebebaugruppe lediglich axial auf den an der Getriebemutter fixierten Kopplungsring aufgeschoben werden, bis das vierte Formschlusselement in einer Montageposition der Riemenscheibe einrastet und die Riemenscheibe in axialer Richtung zuverlässig am Kopplungsring fixiert. In this embodiment, the pulley preferably has a radially inwardly projecting flange, and the fourth interlocking element is preferably a radially elastic latching hook, which forms a latching connection with a radial inner edge of the flange in the assembled state of the gear assembly. Consequently, when mounting the gear assembly, the pulley only has to be pushed axially onto the coupling ring fixed to the gear nut until the fourth interlocking element engages in a mounting position of the pulley and reliably fixes the pulley in the axial direction on the coupling ring.

Insbesondere kann die Riemenscheibe einen radial nach innen vorstehenden Flansch mit einer radialen Ausnehmung und/oder einer axialen Öffnung aufweisen, wobei das zweite Formschlusselement des Kopplungsrings im montierten Zustand der Getriebebaugruppe in die Ausnehmung und/oder Öffnung eingreift. Das zweite Formschlusselement ist z.B. ein axialer Fortsatz, wobei bevorzugt mehrere axiale Fortsätze vorgesehen sind, die beim axialen Aufstecken der Riemenscheibe in zugeordnete Ausnehmungen und/oder Öffnungen eingreifen und eine zuverlässige, drehfeste Verbindung zwischen der Riemenscheibe und dem axial an der Riemenscheibe fixierten Kopplungsring gewährleisten.In particular, the pulley may have a radially inwardly projecting flange with a radial recess and / or an axial opening, wherein the second positive locking element of the coupling ring engages in the mounted state of the gear assembly in the recess and / or opening. The second positive locking element is e.g. an axial extension, wherein preferably a plurality of axial extensions are provided, which engage in the axial insertion of the pulley in associated recesses and / or openings and ensure a reliable, rotationally fixed connection between the pulley and the coupling ring fixed axially on the pulley.

Vorzugsweise ist der Kopplungsring ein Kunststoffring. Kunststoffringe bieten den Vorteil, dass sie auch bei komplexerer Geometrie einfach und kostengünstig herstellbar sind sowie darüber hinaus durch ihr geringes Gewicht zu einer besonders leichten Konstruktion der Getriebebaugruppe beitragen.Preferably, the coupling ring is a plastic ring. Plastic rings offer the advantage that they can be produced easily and inexpensively even with more complex geometry and, moreover, contribute to a particularly lightweight construction of the gear unit due to their low weight.

Ferner kann auch die Riemenscheibe aus einem Kunststoff, insbesondere einem Phenolharz, hergestellt sein, sodass sich in Bezug auf die Riemenscheibe ebenfalls Materialkosten und Gewicht einsparen lassen. Alternativ sind aber auch Ausführungsvarianten denkbar, bei denen die Riemenscheibe eine beispielsweise aus Stahl gefertigte Metallhülse aufweist, die gegebenenfalls mit einem Kunststoff zur Ausbildung einer Verzahnung umspritzt ist.Furthermore, the pulley can be made of a plastic, in particular a phenolic resin, so that can also save material costs and weight in relation to the pulley. Alternatively, however, embodiments are also conceivable in which the pulley has an example made of steel metal sleeve, which is optionally encapsulated with a plastic to form a toothing.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the drawings. In these show:

1 einen schematischen Ausschnitt einer elektromechanischen Servolenkung mit einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe; 1 a schematic section of an electromechanical power steering with a transmission assembly according to the invention;

2 eine perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe vor der Montage eines Kopplungsrings an einer Getriebemutter; 2 a partial perspective view of a transmission assembly according to the invention before mounting a coupling ring to a gear nut;

3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe vor der Montage einer Riemenscheibe; 3 a perspective view of a transmission assembly according to the invention prior to assembly of a pulley;

4 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht der Getriebebaugruppe gemäß 3 im montierten Zustand; 4 a partially cutaway perspective view of the transmission assembly according to 3 in the assembled state;

5 einen Längsschnitt durch zweite Formschlusselemente der Getriebebaugruppe gemäß 4; und 5 a longitudinal section through second positive locking elements of the transmission assembly according to 4 ; and

6 einen Längsschnitt durch vierte Formschlusselemente der Getriebebaugruppe gemäß 4. 6 a longitudinal section through fourth positive locking elements of the transmission assembly according to 4 ,

Die 1 zeigt eine schematische Teilansicht einer elektromechanischen Servolenkung 8 eines Fahrzeugs im Bereich einer Getriebebaugruppe 10 zur Einleitung einer Lenkhilfskraft. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Servolenkung 8 als Zahnstangenlenkung ausgebildet, bei der in bekannter Weise ein Fahrzeuglenkrad über eine Lenksäule mit einem Ritzel verbunden ist, wobei das Ritzel mit einer Zahnstange 12 kämmt, sodass diese durch eine am Lenkrad aufgebrachte, manuelle Lenkkraft beaufschlagt wird. An ihren axialen Enden ist die Zahnstange 12 durch jeweils ein Kugelgelenk mit Spurstangen und über die Spurstangen mit lenkbaren Rädern des Fahrzeugs gekoppelt. Selbstverständlich bezieht sich die Erfindung jedoch auch auf sogenannte „Steer-by-Wire“ Lenkungen, das heißt elektromechanische Servolenkungen 8, bei denen zwischen dem Lenkrad und der Zahnstange 12 keine mechanische Verbindung besteht.The 1 shows a schematic partial view of an electromechanical power steering 8th of a vehicle in the area of a transmission assembly 10 to initiate a helper. In the illustrated embodiment, the power steering 8th designed as a rack and pinion steering, in which a vehicle steering wheel is connected via a steering column with a pinion in a known manner, wherein the pinion with a rack 12 meshes, so that it is applied by a force applied to the steering wheel, manual steering force. At its axial ends is the rack 12 each coupled by a ball joint with tie rods and the tie rods with steerable wheels of the vehicle. Of course, however, the invention also relates to so-called "steer-by-wire" steering, that is electromechanical power steering 8th in which between the steering wheel and the rack 12 no mechanical connection exists.

Die Lenkhilfskraft wird gemäß 1 durch einen Elektromotor 14 bereitgestellt, der über eine Motorwelle 16 ein Antriebsrad 18 betätigt. Das Antriebsrad 18 ist über einen Treibriemen 20 mit einer um eine Längsachse A drehbaren Riemenscheibe 22 der Getriebebaugruppe 10 gekoppelt. Die Riemenscheibe 22 ist drehfest mit einer Getriebemutter 24 verbunden, welche in einen Spindelabschnitt 26 der Zahnstange 12 eingreift und ein vom Elektromotor 14 aufgebrachtes Drehmoment in eine axiale Lenkhilfskraft umsetzt. Zusammenfassend wird die Getriebebaugruppe 10 vom Elektromotor 14 folglich so angetrieben, dass sie um die Längsachse A rotiert und dabei die Zahnstange 12 in axialer Richtung verschiebt.The helper is according to 1 by an electric motor 14 provided by a motor shaft 16 a drive wheel 18 actuated. The drive wheel 18 is over a drive belt 20 with a pulley rotatable about a longitudinal axis A. 22 the gear unit 10 coupled. The pulley 22 is non-rotatable with a geared nut 24 connected, which in a spindle section 26 the rack 12 engages and one from the electric motor 14 converts applied torque into an axial steering assist force. In summary, the gear unit 10 from the electric motor 14 thus driven so that it rotates about the longitudinal axis A and thereby the rack 12 moves in the axial direction.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Riemenscheibe 22 an einer radialen Außenseite eine nicht näher dargestellte Verzahnung auf. Ferner ist das Antriebsrad 18 des Elektromotors 14 als Zahnrad und der Treibriemen 20 als Zahnriemen ausgebildet, welcher formschlüssig in die Verzahnungen der Riemenscheibe 22 und des Antriebsrads 18 eingreift, um den Schlupf im Getriebe zu minimieren.In the present embodiment, the pulley 22 on a radial outside on a not shown toothing. Further, the drive wheel 18 of the electric motor 14 as a gear and the drive belt 20 designed as a toothed belt, which positively in the teeth of the pulley 22 and the drive wheel 18 engages to minimize slippage in the transmission.

Die 2 bis 4 veranschaulichen, wie die in 1 dargestellte Getriebebaugruppe 10 zusammengebaut wird.The 2 to 4 illustrate how the in 1 illustrated gear assembly 10 is assembled.

Hierbei wird deutlich, dass die Getriebebaugruppe 10 für die elektromechanische Servolenkung 8 außer der Riemenscheibe 22 und der Getriebemutter 24 noch einen separaten Kopplungsring 28 umfasst, der ein erstes Formschlusselement 30 zur drehfesten Verbindung mit der Getriebemutter 24 sowie ein zweites Formschlusselement 32 zur drehfesten Verbindung mit der Riemenscheibe 22 aufweist.Here it becomes clear that the gear unit 10 for the electromechanical power steering 8th except the pulley 22 and the gear nut 24 still a separate coupling ring 28 comprising, a first positive locking element 30 for non-rotatable connection with the gear nut 24 and a second positive locking element 32 for non-rotatable connection with the pulley 22 having.

Gemäß 2 ist an der Getriebemutter 24 ein radial nach außen vorstehender Flansch 34 ausgebildet, der eine radiale Ausnehmung 36 aufweist, wobei das erste Formschlusselement 30 des Kopplungsrings 28 im montierten Zustand der Getriebebaugruppe 10 formschlüssig in diese Ausnehmung 36 eingreift. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Flansch 34 mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilte radiale Ausnehmungen 36 auf, denen jeweils ein erstes Formschlusselement 30 zugeordnet ist. Die ersten Formschlusselemente 30 sind hierbei radial einwärts ragende Rippen 37 einer Umfangswand 38 des Kopplungsrings 28 und erstrecken sich in axialer Richtung.According to 2 is on the gear nut 24 a radially outwardly projecting flange 34 formed, which has a radial recess 36 has, wherein the first positive locking element 30 of the coupling ring 28 in assembled state of the gear unit 10 positively in this recess 36 intervenes. In the present embodiment, the flange 34 several, uniformly distributed over the circumference radial recesses 36 on each of which a first positive locking element 30 assigned. The first positive locking elements 30 are in this case radially inwardly projecting ribs 37 a peripheral wall 38 of the coupling ring 28 and extend in the axial direction.

Axial benachbart zum Flansch 34 ist an einer radialen Außenseite der Getriebemutter 24 außerdem eine Nut 40 ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung erstreckt. Entsprechend weist der Kopplungsring 28 ein drittes Formschlusselement 42 auf, konkret einen radial nach innen ragenden Vorsprung 43, der im montierten Zustand der Getriebebaugruppe 10 (siehe 4) in die Nut 40 der Getriebemutter 24 eingreift.Axially adjacent to the flange 34 is on a radial outside of the gear nut 24 also a groove 40 formed, which extends in the circumferential direction. Accordingly, the coupling ring 28 a third positive locking element 42 on, specifically a radially inwardly projecting projection 43 , in the mounted state of the transmission assembly 10 (please refer 4 ) in the groove 40 the gear nut 24 intervenes.

Der Kopplungsring 28 ist gemäß 2 als offener, radial verformbarer Ring, insbesondere als elastischer, C-förmiger Kopplungsclip ausgeführt. Ferner ist der Kopplungsring 28 aus Gewichtsgründen sowie zur Senkung der Material- und Herstellungskosten bevorzugt ein im Spritzgussverfahren hergestellter Kunststoffring.The coupling ring 28 is according to 2 designed as an open, radially deformable ring, in particular as an elastic, C-shaped coupling clip. Furthermore, the coupling ring 28 for reasons of weight and to reduce the material and manufacturing costs preferably a manufactured by injection molding plastic ring.

Aufgrund seiner elastischen Verformbarkeit lässt sich der Kopplungsring 28 vor seiner Montage an der Getriebemutter 24 radial aufweiten und in axialer Richtung 44 auf die Getriebemutter 24 aufschieben. Bei geeigneter Ausrichtung des Kopplungsrings 28 relativ zur Getriebemutter 24 in Umfangsrichtung werden die als Rippen ausgebildeten, ersten Formschlusselemente 30 in die Ausnehmungen 36 des Getriebemutter-Flansches 34 geschoben, sodass sich eine drehfeste Verbindung zwischen dem Kopplungsring 28 und der Getriebemutter 24 ergibt. Sobald die axiale Montagestellung des radial aufgeweiteten Kopplungsrings 28 erreicht ist, schnappt der Kopplungsring 28 aufgrund seiner Elastizität radial nach innen, wobei der Vorsprung 43 in die Getriebemutter-Nut 40 eingreift und den Kopplungsring 28 axial an der Getriebemutter 24 fixiert.Due to its elastic deformability, the coupling ring can be 28 before mounting on the gear nut 24 radially expand and in the axial direction 44 on the gear nut 24 put off. With suitable alignment of the coupling ring 28 relative to the gear nut 24 in the circumferential direction are formed as ribs, first positive locking elements 30 in the recesses 36 the gear nut flange 34 pushed so that a rotationally fixed connection between the coupling ring 28 and the gear nut 24 results. Once the axial mounting position of the radially expanded coupling ring 28 is reached, the coupling ring snaps 28 due to its elasticity radially inward, the projection 43 into the gear nut groove 40 engages and the coupling ring 28 axially on the gear nut 24 fixed.

Die 3 zeigt einen montierten Zustand, in dem die Getriebemutter 24 und der Kopplungsring 28 sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung fest und formschlüssig miteinander verbunden sind. Außerdem ist die Riemenscheibe 22 dargestellt, welche zur Montage am Kopplungsring 28 in axialer Richtung 44 auf den an der Getriebemutter 24 fixierten Kopplungsring 28 aufgeschoben wird.The 3 shows a mounted state in which the gear nut 24 and the coupling ring 28 both in the axial direction and in the circumferential direction are firmly and positively connected to each other. In addition, the pulley 22 shown, which for mounting on the coupling ring 28 in the axial direction 44 on the at the gear nut 24 fixed coupling ring 28 is postponed.

Die Riemenscheibe 22 ist beispielsweise aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Phenolharz gefertigt. Die Vorteile im Vergleich zu einer Riemenscheibe 22 aus Metall liegen dabei in reduzierten Material- und Herstellungskosten sowie einem geringeren Gewicht. Alternativ kann die Riemenscheibe 22 jedoch auch eine Metallhülse, insbesondere eine Stahlhülse sein, die mit einem Kunststoff umspritzt ist. In diesem Kunststoff kann optional die Verzahnung der Riemenscheibe 22 ausgebildet sein, in welche die Verzahnung des Treibriemens 20 eingreift.The pulley 22 is made for example of a plastic, in particular of a phenolic resin. The advantages compared to a pulley 22 made of metal lie in reduced material and manufacturing costs and a lower weight. Alternatively, the pulley 22 However, also be a metal sleeve, in particular a steel sleeve, which is encapsulated with a plastic. In this plastic can optionally be the teeth of the pulley 22 be formed, in which the toothing of the drive belt 20 intervenes.

Die Riemenscheibe 22 weist gemäß 3 einen radial nach innen vorstehenden Flansch 46 mit Öffnungen 48 auf, welche sich axial durch den Flansch 46 hindurch erstrecken. Im montierten Zustand der Getriebebaugruppe (siehe 4) greift jeweils ein zweites Formschlusselement 32 des Kopplungsrings 28 in eine der Öffnungen 48 ein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere, konkret vier gleichmäßig über den Umfang verteilte axiale Öffnungen 48 vorgesehen, denen jeweils ein zweites Formschlusselement 32 zugeordnet ist. Die zweiten Formschlusselemente 32 sind in diesem Fall zapfenförmige, axiale Fortsätze 50 am Kopplungsring 28. Alternativ oder zusätzlich zu den axialen Öffnungen 48 kann der Flansch 46 an seinem radialen Innenrand 51 auch nutförmige Ausnehmungen aufweisen, die sich in axialer Richtung 44 erstrecken.The pulley 22 according to 3 a radially inwardly projecting flange 46 with openings 48 on which extends axially through the flange 46 extend through. In mounted state of the gear unit (see 4 ) engages in each case a second positive locking element 32 of the coupling ring 28 in one of the openings 48 one. In the illustrated embodiment, a plurality, specifically four evenly distributed over the circumference axial openings 48 provided, each having a second positive locking element 32 assigned. The second positive locking elements 32 are in this case peg-shaped, axial extensions 50 on the coupling ring 28 , Alternatively or in addition to the axial openings 48 can the flange 46 at its radial inner edge 51 Also have groove-shaped recesses extending in the axial direction 44 extend.

Am Kopplungsring 28 sind außerdem vierte Formschlusselemente 52 zur axialen Fixierung der Riemenscheibe 22 am Kopplungsring 28 vorgesehen. Die vierten Formschlusselemente sind gemäß 3 in radialer Richtung elastische Rasthaken 54, die in einer axialen Montagestellung der Riemenscheibe 22 (siehe 4) mit dem radialen Innenrand 51 des Flansches 46 eine Rastverbindung ausbilden.At the coupling ring 28 are also fourth positive locking elements 52 for axial fixing of the pulley 22 on the coupling ring 28 intended. The fourth positive locking elements are according to 3 in the radial direction elastic locking hooks 54 in an axial mounting position of the pulley 22 (please refer 4 ) with the radial inner edge 51 of the flange 46 form a locking connection.

Die 4 zeigt die Getriebebaugruppe 10 im montierten Zustand, wobei die Riemenscheibe 22 über den Kopplungsring 28 sowohl in axialer Richtung 44 als auch in Umfangsrichtung fest mit der Getriebemutter 24 verbunden ist. Dabei ist die Riemenscheibe 22 teilgeschnitten dargestellt, um die zweiten Formschlusselemente 32 und die vierten Formschlusselemente 52 des Kopplungsrings 28 besser erkennen zu können.The 4 shows the gear unit 10 in the assembled state, with the pulley 22 over the coupling ring 28 both in the axial direction 44 as well as in the circumferential direction fixed with the gear nut 24 connected is. It is the pulley 22 shown partially cut to the second form-fitting elements 32 and the fourth positive locking elements 52 of the coupling ring 28 to recognize better.

Die Riemenscheibe 22, die Getriebemutter 24 und der Kopplungsring 28 sind gemäß 4 koaxial ausgerichtet, wobei die Riemenscheibe 22 die Getriebemutter 24 umschließt und der Kopplungsring 28 radial zwischen der Riemenscheibe 22 und der Getriebemutter 24 angeordnet ist.The pulley 22 , the gear nut 24 and the coupling ring 28 are according to 4 coaxially aligned with the pulley 22 the gear nut 24 encloses and the coupling ring 28 radially between the pulley 22 and the gear nut 24 is arranged.

Die 5 zeigt die zusammengesetzte Getriebebaugruppe 10 gemäß 4 in einem Längsschnitt durch die zweiten Formschlusselemente 32 des Kopplungsrings 28. Die zweiten Formschlusselemente 32 sind hier als zapfenförmige axiale Fortsätze 50 ausgebildet, welche sich passgenau durch axiale Öffnungen 48 im Flansch 46 der Riemenscheibe 22 erstrecken, sodass der Kopplungsring 28 und die Riemenscheibe 22 in Umfangsrichtung drehfest miteinander gekoppelt sind.The 5 shows the assembled gear assembly 10 according to 4 in a longitudinal section through the second positive locking elements 32 of the coupling ring 28 , The second positive locking elements 32 are here as pin-shaped axial extensions 50 formed, which fits perfectly through axial openings 48 in the flange 46 the pulley 22 extend so that the coupling ring 28 and the pulley 22 are rotatably coupled together in the circumferential direction.

In 5 ist außerdem auch der radial nach innen ragende Vorsprung 43 des Kopplungsrings 28 gut zu erkennen, der das dritte Formschlusselement 42 bildet und passgenau in die Nut 40 der Getriebemutter 24 eingreift, um den Kopplungsring 28 in axialer Richtung 44 an der Getriebemutter 24 zu fixieren. Sofern der Kopplungsring 28 als elastischer Kopplungsclip ausgeführt ist, schnappt der Vorsprung 43 beim axialen Aufschieben des Kopplungsrings 28 auf die Getriebemutter 24 selbstständig in die Nut 40 ein und sorgt für eine zuverlässige axiale Fixierung der beiden Bauteile. In 5 is also the radially inwardly projecting projection 43 of the coupling ring 28 good to recognize the third positive locking element 42 forms and fits precisely into the groove 40 the gear nut 24 engages the coupling ring 28 in the axial direction 44 at the gear nut 24 to fix. If the coupling ring 28 designed as an elastic coupling clip, the projection snaps 43 during axial sliding of the coupling ring 28 on the gear nut 24 independently in the groove 40 and ensures a reliable axial fixation of the two components.

Alternativ ist auch denkbar, dass der Kopplungsring 28 kaum oder gar nicht elastisch, sondern lediglich flexibel und radial verformbar ist. In diesem Fall lässt sich der Kopplungsring 28 nach dem axialen Aufschieben auf die Getriebemutter 24 radial so nach innen verformen, dass der Vorsprung 43 in die Nut 40 der Getriebemutter 24 eingreift und den Kopplungsrings 28 an der Getriebemutter 24 axial fixiert. Diese Verformung des Kopplungsrings 28 wird bei der anschließenden Montage der Riemenscheibe 22 zuverlässig gesichert. Gemäß 5 verhindert nämlich eine Umfangswand 56 der Riemenscheibe 22, dass sich der Kopplungsring 28 radial aufweitet und der Vorsprung 43 aus der Nut 40 herausrutscht.Alternatively, it is also conceivable that the coupling ring 28 hardly or not at all elastic, but only flexible and radially deformable. In this case, the coupling ring can be 28 after axial sliding onto the geared nut 24 deform radially inward so that the projection 43 in the groove 40 the gear nut 24 engages and the coupling ring 28 at the gear nut 24 axially fixed. This deformation of the coupling ring 28 will be during the subsequent assembly of the pulley 22 reliably secured. According to 5 namely prevents a peripheral wall 56 the pulley 22 in that the coupling ring 28 radially expands and the projection 43 out of the groove 40 from slipping out.

Die 6 zeigt die zusammengesetzte Getriebebaugruppe 10 gemäß 4 in einem Längsschnitt durch die vierten Formschlusselemente 52 des Kopplungsrings 28. Hierbei wird deutlich, dass die als Rasthaken 54 ausgebildeten vierten Formschlusselemente 52 des Kopplungsrings 28 mit dem Flansch 46 der Riemenscheibe 22 eine Rastverbindung ausbilden und somit die Riemenscheibe 22 axial am Kopplungsring 28 fixieren.The 6 shows the assembled gear assembly 10 according to 4 in a longitudinal section through the fourth form-fitting elements 52 of the coupling ring 28 , Here it becomes clear that as latching hooks 54 trained fourth positive locking elements 52 of the coupling ring 28 with the flange 46 the pulley 22 form a latching connection and thus the pulley 22 axially on the coupling ring 28 fix.

Schließlich sind in den 5 und 6 auch die als erste Formschlusselemente 30 fungierenden Rippen 37 des Kopplungsrings 28 angedeutet, welche den Kopplungsring 28 drehfest mit der Getriebemutter 24 verbinden.Finally, in the 5 and 6 also as the first positive locking elements 30 functioning ribs 37 of the coupling ring 28 indicated which the coupling ring 28 rotatably with the gear nut 24 connect.

Insgesamt lassen sich die Riemenscheibe 22 und die Getriebemutter 24 durch den Kopplungsring 28 sowohl in axialer Richtung 44 als auch in Umfangsrichtung zuverlässig und fest miteinander verbinden. Die entstehende Getriebebaugruppe 10 für elektromechanische Servolenkungen 8 weist dabei einen geringen Montageaufwand sowie eine einfache und kostengünstige Konstruktion auf.Overall, the pulley can be 22 and the gear nut 24 through the coupling ring 28 both in the axial direction 44 connect reliably and firmly together in the circumferential direction. The resulting gear unit 10 for electromechanical power steering 8th has a low installation costs and a simple and inexpensive construction.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2128496 A2 [0003] EP 2128496 A2 [0003]

Claims (12)

Getriebebaugruppe für eine elektromechanische Servolenkung (8), mit einer Riemenscheibe (22), die um eine Längsachse (A) drehbar ist sowie durch einen Treibriemen (20) angetrieben werden kann, und einer Getriebemutter (24), die um die Längsachse (A) drehbar ist sowie in einen Spindelabschnitt (26) einer Zahnstange (12) eingreifen und die Zahnstange (12) axial verschieben kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein separater Kopplungsring (28) vorgesehen ist, der ein erstes Formschlusselement (30) zur drehfesten Verbindung mit der Getriebemutter (24) sowie ein zweites Formschlusselement (32) zur drehfesten Verbindung mit der Riemenscheibe (22) aufweist.Transmission assembly for an electromechanical power steering ( 8th ), with a pulley ( 22 ) which is rotatable about a longitudinal axis (A) and by a drive belt ( 20 ), and a gear nut ( 24 ), which is rotatable about the longitudinal axis (A) and in a spindle section ( 26 ) a rack ( 12 ) and the rack ( 12 ), characterized in that a separate coupling ring ( 28 ) is provided, which is a first positive locking element ( 30 ) for non-rotatable connection with the gear nut ( 24 ) and a second positive locking element ( 32 ) for non-rotatable connection with the pulley ( 22 ) having. Getriebebaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (22), die Getriebemutter (24) und der Kopplungsring (28) koaxial ausgerichtet sind, wobei die Riemenscheibe (22) die Getriebemutter (24) umschließt und der Kopplungsring (28) radial zwischen der Riemenscheibe (22) und der Getriebemutter (24) angeordnet ist.Transmission assembly according to claim 1, characterized in that the pulley ( 22 ), the gear nut ( 24 ) and the coupling ring ( 28 ) are aligned coaxially, wherein the pulley ( 22 ) the gear nut ( 24 ) and the coupling ring ( 28 ) radially between the pulley ( 22 ) and the gear nut ( 24 ) is arranged. Getriebebaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsring (28) ein drittes Formschlusselement (42) zur axialen Fixierung des Kopplungsrings (28) an der Getriebemutter (24) aufweist. Transmission assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling ring ( 28 ) a third positive locking element ( 42 ) for the axial fixation of the coupling ring ( 28 ) on the gear nut ( 24 ) having. Getriebebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsring (28) ein offener, radial verformbarer Ring ist.Transmission assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling ring ( 28 ) is an open, radially deformable ring. Getriebebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsring (28) ein elastischer, C-förmiger Kopplungsclip ist.Transmission assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling ring ( 28 ) is an elastic, C-shaped coupling clip. Getriebebaugruppe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer radialen Außenseite der Getriebemutter (24) eine Nut (40) ausgebildet ist, die sich in Umfangsrichtung erstreckt, wobei der Kopplungsring (28) einen radial nach innen ragenden Vorsprung (43) aufweist, der im montierten Zustand der Getriebebaugruppe (10) in die Nut (40) der Getriebemutter (24) eingreift. Transmission assembly according to claim 4 or 5, characterized in that on a radial outer side of the gear nut ( 24 ) a groove ( 40 ) is formed, which extends in the circumferential direction, wherein the coupling ring ( 28 ) a radially inwardly projecting projection ( 43 ), in the mounted state of the transmission assembly ( 10 ) into the groove ( 40 ) of the gear nut ( 24 ) intervenes. Getriebebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Getriebemutter (24) ein radial nach außen vorstehender Flansch (34) ausgebildet ist, der eine radiale Ausnehmung (36) aufweist, wobei das erste Formschlusselement (30) des Kopplungsrings (28) im montierten Zustand der Getriebebaugruppe (10) formschlüssig in diese Ausnehmung (36) eingreift.Gear unit according to one of the preceding claims, characterized in that on the gear nut ( 24 ) a radially outwardly projecting flange ( 34 ) is formed, which has a radial recess ( 36 ), wherein the first positive locking element ( 30 ) of the coupling ring ( 28 ) in the assembled state of the gear assembly ( 10 ) positively in this recess ( 36 ) intervenes. Getriebebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsring (28) ein viertes Formschlusselement (52) zur axialen Fixierung des Kopplungsrings (28) an der Riemenscheibe (22) aufweist.Transmission assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling ring ( 28 ) a fourth form-fitting element ( 52 ) for the axial fixation of the coupling ring ( 28 ) on the pulley ( 22 ) having. Getriebebaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (22) einen radial nach innen vorstehenden Flansch (46) aufweist, wobei das vierte Formschlusselement (52) ein in radialer Richtung elastischer Rasthaken (54) ist, der im montierten Zustand der Getriebebaugruppe (10) mit einem radialen Innenrand (51) des Flansches (46) eine Rastverbindung ausbildet.Transmission assembly according to claim 8, characterized in that the pulley ( 22 ) a radially inwardly projecting flange ( 46 ), wherein the fourth form-fitting element ( 52 ) a radially elastic latching hook ( 54 ), which in the mounted state of the gear assembly ( 10 ) with a radial inner edge ( 51 ) of the flange ( 46 ) forms a latching connection. Getriebebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (22) einen radial nach innen vorstehenden Flansch (46) mit einer radialen Ausnehmung und/oder einer axialen Öffnung (48) aufweist, wobei das zweite Formschlusselement (32) des Kopplungsrings (28) im montierten Zustand der Getriebebaugruppe (10) in die radiale Ausnehmung und/oder axiale Öffnung (48) eingreift.Transmission assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the pulley ( 22 ) a radially inwardly projecting flange ( 46 ) with a radial recess and / or an axial opening ( 48 ), wherein the second form-locking element ( 32 ) of the coupling ring ( 28 ) in the assembled state of the gear assembly ( 10 ) in the radial recess and / or axial opening ( 48 ) intervenes. Getriebebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsring (28) ein Kunststoffring ist. Transmission assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling ring ( 28 ) is a plastic ring. Getriebebaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (22) aus einem Kunststoff, insbesondere einem Phenolharz, besteht. Transmission assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the pulley ( 22 ) consists of a plastic, in particular a phenolic resin.
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