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Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe und insbesondere ein Lenkgetriebe für ein Hilfskraftlenksystem eines Kraftfahrzeugs.
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Bei den meisten Kraftfahrzeugen werden Hilfskraftlenksysteme verbaut, die beim Lenken ein unterstützendes Drehmoment erzeugen und dadurch das Lenkmoment, das von dem Fahrer auf die Lenksäule aufgebracht werden muss, um den Lenkeinschlag der Räder zu bewirken, reduzieren.
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Die bekannten Hilfskraftlenksysteme basieren auf einem Lenkgetriebe, das die Antriebsleistung eines hydraulischen oder elektrischen Antriebs übersetzt und auf die Lenksäule überträgt. Derartige Lenkgetriebe sind regelmäßig in Form eines Schraubwälzgetriebes und insbesondere als Schraubradgetriebe oder Schneckengetriebe ausgebildet, d.h. diese umfassen ein Zahnrad, das direkt oder indirekt mit der Lenkstange verbunden ist, sowie eine mit dem Zahnrad kämmende, von dem Hilfsantrieb angetriebene Ritzelwelle. Sowohl das Zahnrad als auch die Ritzelwelle sind häufig aus Kunststoff ausgebildet.
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Als problematisch bei derartigen Lenkgetrieben hat sich Getriebespiel gezeigt, das aufgrund von Bauteiltoleranzen, unterschiedlicher Wärmedehnung der Bauteile und infolge von Verschleiß beziehungsweise Setzprozessen der für das Zahnrad und die Ritzelwelle eingesetzten Werkstoffe während der Lebensdauer des Lenkgetriebes entsteht. Insbesondere beim sogenannten Wechsellenken, d.h. bei dem direkt aufeinander folgenden Lenken mit wechselndem Lenkeinschlag, erzeugt ein solches Getriebespiel unerwünschte Geräusche, die aus einem sich abwechselnden Anliegen gegenüberliegender Flanken der Zähne von Ritzelwelle und Zahnrad resultieren.
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Bekannt ist, dieses Getriebespiel dadurch zu eliminieren, dass die Ritzelwelle verschwenkbar um eine Achse, die senkrecht zur der Längsachse der Ritzelwelle und in einem Abstand zu dem Verzahnungseingriff von Ritzelwelle und Zahnrad verläuft, gelagert ist und mittels eines oder mehrerer Federelemente gegen das Zahnrad gedrückt wird. Die Verschwenkbarkeit der Ritzelwelle wird dabei 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 Spiel ausgeführt (sogenanntes „Loslager“), um die durch die Schwenkbewegung hervorgerufene Auslenkung zu ermöglichen. Das Festlager wird regelmäßig antriebsseitig vorgesehen, während das Loslager an dem freien Ende der Ritzelwelle vorgesehen wird.
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Ein entsprechendes Lenksystem ist beispielsweise aus der
WO 2011/073089 A1 bekannt. Dort ist vorgesehen, das Wälzlager, das die Ritzelwelle im Bereich des Festlagers aufnimmt, außenseitig in einer zweiteiligen Lagerbuchse zu lagern. Die Lagerbuchse umfasst einen Innenring, der das Wälzlager weitgehend spielfrei aufnimmt und einen Außenring, der weitgehend spielfrei in einer Bohrung eines Gehäuses des Lenkgetriebes gehalten ist, wobei der Außen- und der Innenring über schmale Stege verbunden sind, die bei einem Verdrehen von Außenring zu Innenring elastisch tordiert werden. Die Stege definieren dabei nicht nur die Schwenkachse, sondern diese wirken auch als Federelemente, durch die die Ritzelwelle gegen das Zahnrad beaufschlagt wird. Hierzu erfolgt eine Montage des Schwenkrings mit bereits tordierten Stegen.
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Bekannt ist aber auch, das oder die Federelemente zum Andrücken der Ritzelwelle an das Zahnrad in das Loslager zu integrieren, wie dies beispielsweise in der
DE 10 2007 055 814 A1 offenbart ist.
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Um sowohl die herstellungsbedingten Toleranzen der Bauteile des Lenkgetriebes als auch die infolge einer Nutzung des Lenkgetriebes entstehenden thermischen Dehnungen und Verschleiß- beziehungsweise Setzauswirkungen kompensieren zu können, ist es bei den bekannten Lenkgetrieben erforderlich, eine relativ große Anfederung für die Ritzelwelle und somit Vorspannung der Federelemente, vorzusehen. Dies weist jedoch den Nachteil auf, dass im Neuzustand des Lenkgetriebes, wenn sich die Anfederung noch nicht infolge einer Kompensation von Verschleiß und Setzauswirkungen reduziert hat, die Kraft, mit der die Ritzelwelle gegen das Zahnrad gedrückt wird, relativ groß ist, was mit einer entsprechend großen Getriebereibung und damit Wirkungsgradnachteilen verbunden ist. Dies gilt zumindest für diejenigen Lenkgetriebe, die die zulässigen Toleranzen in der Summe nicht voll ausschöpfen und für die somit die vorgesehene Anfederung überdimensioniert ist.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Lenkgetriebe für ein Hilfskraftlenksystem eines Kraftfahrzeugs anzugeben. Insbesondere sollte ein Lenkgetriebe angegeben werden, dessen Reibungsverluste im Neuzustand möglichst gering sind.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der weiteren Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine relativ schwache Anfederung der Ritzelwelle vorzusehen, die für einen Ausgleich von Getriebespiel, das sich durch den Betrieb des Lenkgetriebes infolge von thermischen Dehnungen und Verschleiß sowie Setzprozessen einstellt, gerade ausreichend groß bemessen ist, bei ungünstigen Toleranzen der Bauteile jedoch prinzipiell zu Getriebespiel führen könnte. Um ein solches toleranzbedingtes Getriebespiel zu vermeiden, werden daher noch zusätzliche Maßnahmen vorgesehen, die zu dem Getriebespielausgleich mittels der Anfederung unterstützend wirken.
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Hierzu ist bei einem gattungsgemäßen Lenkgetriebe mit einem Zahnrad, einer damit kämmenden Ritzelwelle, die um eine Schwenkachse, die quer und insbesondere senkrecht zur Längsachse der Ritzelwelle liegt, verschwenkbar gelagert ist, wobei die Ritzelwelle mittels eines Federelements, das in ein Festlager für die Ritzelwelle integriert ist, gegen das Zahnrad beaufschlagt ist und wobei die Ritzelwelle axial beabstandet zu der Schwenkachse in einem Loslager gelagert ist, das eine ein Schwenken der Ritzelwelle um die Schwenkachse ermöglichende radiale Beweglichkeit der Ritzelwelle gewährleistet, wobei das Loslager einen vorzugsweise in einem Gehäuse des Lenkgetriebes gelagerten Außenteil, insbesondere Außenring, und einen radial zu dem Außenteil beweglichen Innenteil, insbesondere Innenring, umfasst, erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein die radiale Beweglichkeit des Innenteils begrenzendes Anschlagelement vorgesehen ist, das bezüglich einer für einen Kontakt mit dem Innenteils vorgesehenen Anschlagfläche unterschiedlich positionierbar ist.
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Durch das Anschlagelement kann die radiale Beweglichkeit des Innenteils gegenüber dem Außenteil und/oder dem Gehäuse – abhängig von den jeweiligen Toleranzen der Bauteile – individuell derart begrenzt werden, dass trotz einer nur schwachen Anfederung durch das Federelement ein Getriebespiel im Betrieb des Lenkgetriebes durch ein Anschlagen des Innenteils des Loslagers an dem Anschlagelement vermieden wird. Konkret kann somit mittels der Anfederung bei der Montage des Lenkgetriebes toleranzbedingtes Getriebespiel kompensiert werden. Dafür reicht eine nur schwache Anfederung, da sich das Lenkgetriebe dann noch nicht im Betrieb befindet und zudem noch keine das Getriebespiel tendenziell vergrößernden Setz- oder Verschleißerscheinungen aufgetreten sind. Durch das Anschlagelement wird die Spielfreiheit des Lenkgetriebes dann bei der Montage gesichert („versiegelt“), indem dieses an dem Innenring anliegend positioniert und befestigt wird. Folglich ist – unabhängig von unterschiedlichen im Rahmen der Toleranzen liegenden Abmessungen – die vergleichsweise schwache Anfederung ausreichend, auch das im Betrieb auftretende Getriebespiel zu eliminieren. Die so erzielbare, vergleichsweise schwache Anfederung führt zu einer entsprechend geringen Getriebereibung und folglich entsprechend geringen Reibungsverlusten.
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Da mittels des Anschlagelements eine durch die Anfederung erfolgte Eliminierung von Getriebespiel gesichert wird und dieses folglich als Anschlag für eine Beweglichkeit in einer radialen Richtung (bezüglich der Längsachse der Ritzelwelle), die derjenigen des Eingriffs von Ritzelwelle und Zahnrad entgegengesetzt ist, dienen soll, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass das Anschlagelement auf der dem Eingriff von Zahnrad und Ritzelwelle gegenüberliegenden Seite der Ritzelwelle angeordnet ist.
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Weil vorzugsweise vorgesehen ist, mittels des Anschlagelements die bei der Montage des Lenkgetriebes durch die Anfederung erfolgte Eliminierung von toleranzbedingtem Getriebespiel lediglich zu sichern und dieses daher nachträglich nicht mehr hinsichtlich seiner Position verändert werden muss, kann ausreichend sein, wenn das Anschlagelement derart ausgebildet ist, dass dessen Positionierung nur einmalig erfolgen kann und anschließend nicht mehr veränderbar ist. Dies ermöglicht eine vergleichsweise kostengünstige und gut handhabbare Ausgestaltung des Anschlagelements.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Anschlagelement einen mit dem Innenteil in Kontakt stehenden Kontaktteil, der vorzugsweise bei den vorgesehenen Kräften weitgehend undeformierbar ist, sowie einen das Halteelement an dem Gehäuse und/oder dem Außenteil fixierenden Halteteil umfasst.
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Dabei kann die unterschiedliche Positionierung des Anschlagelements vorzugsweise dadurch erreicht werden, dass der Halteteil aus einem aushärtbaren Material, insbesondere einem entsprechenden Kunststoff, ausgebildet ist. Während der Montage des Lenkgetriebes kann somit das Anschlagelement derart positioniert werden, dass dieses zumindest spielfrei an dem Innenteil des Loslagers anliegt und dann diese Position des Anschlagelements durch ein Aushärten des Materials des Halteteils, die zu einer stoff-, kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung des Anschlagelements mit insbesondere dem Außenteil des Loslagers und/oder dem Gehäuse des Lenkgetriebes führen kann, gesichert wird.
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Das aushärtbare Material des Halteteils kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass ein Aushärten durch eine Temperaturänderung und folglich eine Wärmezufuhr oder einen Wärmeentzug erreicht wird. Auch kann vorgesehen sein, dass ein Bestrahlen des Materials mit Lichtwellen, beispielsweise UV- oder Infrarotstrahlen zur gewünschten Aushärtung führt. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass dem Material vor der Montage des Anschlagelements ein Härtemittel zugeführt wird, dass innerhalb eines für die Montage des Anschlagelements zur Verfügung stehenden Zeitraums die Aushärtung bewirkt.
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Um die Positionierung des Anschlagelements dauerhaft zu sichern kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Verbindung zwischen dem Anschlagelement und dem Außenteil des Loslagers und/oder dem Gehäuse (auch) formschlüssig ausgebildet ist. Eine solche formschlüssige Verbindung kann bei einer Ausgestaltung des Halteteils aus einem aushärtbaren Material auf einfache Weise realisiert werden, wenn das Gehäuse und/oder der Außenteil des Loslagers ein Vertiefung ausbildet, in die das Material des Halteteils im nicht ausgehärteten Zustand eindringen und dort aushärten kann. Eine solche Vertiefung kann beispielsweise in Form einer umlaufenden Nut ausgebildet sein.
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Ein Anschlagelement, das in unterschiedlichen Positionen mit dem Außenteil des Loslagers und/oder dem Gehäuse verbindbar ist, kann beispielsweise auch in Form eines Gewindebolzens ausgebildet sein, der in ein Innengewinde des Außenteils und/oder des Gehäuses unterschiedlich weit einschraubbar ist und in der gewählten Positionierung durch Selbsthemmung und/oder durch ein separates Halteelement, wie beispielsweise eine Konterschraube gesichert ist.
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Auch ist die Nutzung eines nietartigen Anschlagelements möglich, das durch Einpressen in eine Öffnung des Außenteils und/oder des Gehäuses des Lenkgetriebes kraftschlüssig in den unterschiedlichen Positionen fixierbar ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lenkgetriebes kann vorgesehen sein, dass das Festlager für die Integration des Federelements eine Lagerbuchse umfasst, die einen vorzugsweise ringförmigen Außenteil und einen vorzugsweise ringförmigen Innenteil aufweist, der innerhalb des Außenteils angeordnet ist, wobei der Außenteil und der Innenteil zur Ausbildung der Schwenkachse über zumindest einen, eine Relativverdrehung von Außenteil zu Innenteil zulassenden Steg verbunden sind, wobei der Steg elastisch deformierbar ausgebildet ist, so dass dieser die Wirkung eines Torsionsfederstabs aufweist.
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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.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigt:
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1: ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe in einem Längsschnitt;
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2: das bei dem Lenkgetriebe der 1 zum Einsatz kommende Festlager in einer Aufsicht; und
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3: einen Querschnitt durch das Lenkgetriebe entlang der Schnittebene III-III in der 1.
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Die 1 zeigt die wesentlichen Bestandteile einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes für eine Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs. Dieses umfasst ein mehrteiliges Gehäuse 1, innerhalb dessen ein Zahnrad 2 sowie eine mit dem Zahnrad 2 kämmende Ritzelwelle 3 drehbar angeordnet sind. Das Zahnrad 2 ist fest mit einer Lenksäule 4 eines Kraftfahrzeugs verbunden.
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Die Ritzelwelle 3 weist ein antriebsseitiges Ende auf, über das diese mit der Abtriebswelle eines nicht dargestellten Antriebs (z.B. Elektromotor) verbindbar ist. Im Bereich dieses antriebsseitigen Endes ist die Ritzelwelle 3 mittels eines Festlagers 5 in dem Gehäuse 1 gelagert. Das Festlager 5 ist derart ausgebildet, das dieses im Wesentlichen keine Translation der Ritzelwelle 3 relativ zu dem Gehäuse 1, jedoch ein Verschwenken um eine senkrecht zu der Längsachse 6 der Ritzelwelle 3 ausgerichtete Schwenkachse 7 zulässt.
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Dieses Verschwenken bewirkt ein Auslenken des dem antriebsseitigen Ende gegenüberliegenden, freien Endes der Ritzelwelle 3, die dort mittels eines Loslagers 8 in einer entsprechenden Aufnahme des Gehäuses 1 gelagert ist. Dieses Loslager 8 ist so ausgebildet, dass es die sich aus dem Verschwenken ergebende Auslenkung des freien Endes der Ritzelwelle 3 zulässt.
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Sowohl das Festlager 5 als auch das Loslager 8 umfassen jeweils ein Wälzlager 9, 10, in dem der entsprechende Abschnitt der Ritzelwelle 3 weitgehend spielfrei gelagert ist. Die Wälzlager 9, 10 selbst sind in jeweils einer Lagerbuchse 11, 12 gelagert, die wiederum weitgehend spielfrei in einer entsprechenden Aufnahme des Gehäuses 1 angeordnet ist. Die Lagerbuchsen 11, 12 sind konstruktiv so ausgebildet, dass diese – im Fall des Festlagers 5 – das Verschwenken der Ritzelwelle 3 um die Schwenkachse 7 und – im Fall des Loslagers 8 – das Auslenken des freien Endes der Ritzelwelle 3 ermöglichen.
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Hierzu umfasst die Lagerbuchse 11 des Festlagers 5 einen Außenteil in Form eines Außenrings 13, beispielsweise aus Federstahl, und einen Innenteil in Form eines Innenrings 14, beispielsweise ebenfalls aus Federstahl (vgl. 2). Der Außenring 13 ist über zwei Stege 15 (z.B. aus Federstahl) mit dem Innenring 14 verbunden, wobei die zwei Stege 15 weitgehend kollinear verlaufen und dadurch die Schwenkachse 7 ausbilden, um die der Innenring 14 relativ zu dem Außenring 13 verschwenkt werden kann.
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Am Außenring 13 der Lagerbuchse 11 des Festlagers 5 ist weiterhin auf einer Seite noch ein Vorsprung 16 und auf der Gegenseite eine Vertiefung 17 ausgebildet. Diese dienen der eindeutigen Positionierung der Lagerbuchse 11 und damit des Festlagers 5 in dem Gehäuse 1. Das Gehäuse 1 weist hierzu eine entsprechende Gegenkontur auf.
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Die 3 zeigt einen Querschnitt durch das Lenkgetriebe im Bereich des Loslagers 8. Eine wesentliche Funktion der Lagerbuchse 12 des Loslagers 8 liegt darin, die Auslenkung des freien Endes der Ritzelwelle 3 infolge ihres Verschwenkens um die in dem Festlager 5 ausgebildete Schwenkachse 7 zuzulassen. Hierzu umfasst die Lagerbuchse 12 ebenfalls einen Außenteil in Form eines Außenrings 18 und einen Innenteil in Form eines Innenrings 19. In einem Abschnitt ist der Innenring 19 über ein Gelenk 20 mit dem Außenring 18 verbunden. Im Bereich des Gelenks 20 berühren sich Abschnitte des Außenrings 18 und des Innenrings 19, wobei diese Abschnitte von einem Elastomerring 21 umgeben sind. Durch diese Ausgestaltung wird ein (Schwenk-)Gelenk 20 mit geringem Schwenkmoment ausgebildet, das ein Schwenken des Innenrings 19 relativ zu dem Außenring 18 um eine im Bereich des Gelenks 20 liegende Schwenkachse ermöglicht. Bei dieser Schwenkbewegung gleiten beziehungsweise wälzen der Außenring 18 und der Innenring 19 in den sich berührenden Abschnitten aufeinander, während der Elastomerring 21 diese Relativbewegung von Außenring 18 zu Innenring 19 zulässt und zusätzlich deren Zusammenhalt gewährleistet.
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Vorgesehen ist, die Lagerbuchse 12 des Loslagers 8 derart in das Gehäuse 1 des Lenkgetriebes zu integrieren, dass das Verschwenken der Ritzelwelle 3 um die in dem Festlager 5 ausgebildete Schwenkachse 7 zu einem Verschieben des Innenrings 19 relativ zu dem Außenring 18 in Richtung derjenigen Radialachse 22 der Lagerbuchse 12 führt, die im Wesentlichen senkrecht zu der durch das Gelenk 20 führenden Radialachse ausgerichtet. In Richtung der durch das Gelenk 20 führenden Radialachse der Lagerbuchse 12, soll dagegen möglichst keine Verschiebbarkeit von Außenring 18 zu Innenring 19 möglich sein, um ein Verschränken der Ritzelwelle 3 auf dem Zahnrad 2 im Betrieb des Lenkgetriebes möglichst zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, dass der Abstand zwischen dem Innenring 19 und dem Außenring 18 in dem dem Gelenk 20 radial gegenüberliegenden Abschnitt der Lagerbuchse 12 auf ein relativ kleines Maß von beispielsweise 0,1 mm begrenzt ist. Dies erfolgt mittels eines Begrenzungselements 23, das in radialer Richtung verschiebbar innerhalb des Außenrings 18 gelagert ist. Das Begrenzungselement 23 weist eine radiale Breite auf, die größer als die radiale Breite des Außenrings 18 ist. Dadurch lässt sich das Begrenzungselement 23 der noch nicht in dem Gehäuse 1 montierten Lagerbuchse 12 soweit nach außen verschieben, dass dieses die Außenfläche des Außenrings 18 überragt, wie dies in der 3 dargestellt ist, so dass sich ein relativ großer Abstand zwischen der Außenseite des Innenrings 19 und dem Begrenzungselement 23 einstellt.
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Dieser Abstand wird bei der Montage der Lagerbuchse 12 in das Gehäuse 1 auf das gewünschte Maß reduziert, da dann ein Überragen der Außenfläche des Außenrings 18 durch das Begrenzungselement 23 infolge einer Kollision mit dem Gehäuse 1 nicht mehr möglich ist und das Begrenzungselement 23 folglich für die Montage radial nach innen verschoben werden muss.
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Für das Loslager 8 ist erfindungsgemäß ein Anschlagelement 24 vorgesehen, das auf der dem Eingriff von Ritzelwelle 3 und Zahnrad 2 gegenüberliegenden Seite der Ritzelwelle 3 angeordnet ist. Das Anschlagelement 24 umfasst einen mit dem Innenring 19 der Lagerbuchse 12 des Loslagers 8 in Kontakt stehenden Kontaktteil 25 sowie einen Halteteil 26, der innerhalb einer Aufnahmeöffnung 27 des Gehäuses 1 fixierbar ist. Um einen Kontakt des Anschlagelements 24 mit dem Innenring 19 der Lagerbuchse 12 des Loslagers 8 zu ermöglichen, weist deren Außenring 18 eine entsprechende Durchgangsöffnung 28 auf. Das Anschlagelement 24 ist dafür vorgesehen, ein toleranzbedingtes Getriebespiel zu eliminieren beziehungsweise die Eliminierung eines solchen Getriebespiels zu sichern. Dazu wird das Anschlagelement 24 bei der Montage des (neuen) Lenkgetriebes derart positioniert, dass dieses mit einer stirnseitig ausgebildeten Anschlagfläche 31 spielfrei an dem Innenring 19 anliegt und gegebenenfalls auch geringfügig gegen den Innenring 19 drückt. Hierzu sind bei mehreren gleichen Lenkgetrieben aufgrund von herstellungs- und montagebedingten Toleranzen der Bauteile unterschiedliche Positionen der Anschlagelemente 24 in den dazugehörigen Aufnahmeöffnungen 27 der Gehäuse 1 notwendig. Das Anschlagelement 24 ermöglicht eine Fixierung an dem Gehäuse 1 in diesen unterschiedlichen Positionen, indem dieses bei der Montage des Lenkgetriebes in der Aufnahmeöffnung 27 entsprechend positioniert wird, wobei das Material des Halteteils 26 des Anschlagelements 24 noch nicht ausgehärtet und somit verformbar ist. Dadurch kann Material des Halteteils 26 in eine Vertiefung 29 in Form einer umlaufenden Nut, die in der Wand der Aufnahmeöffnung 27 ausgebildet ist, eindringen. Durch ein anschließendes Aushärten des Materials des Halteteils 26, was beispielsweise durch Wärmeeinbringung, durch Bestrahlen mit Licht oder auch durch ein zuvor zugesetztes Härtemittel und das Abwarten einer Aushärtezeit erfolgen kann, wird eine stoff- und formschlüssige Fixierung des Anschlagelements 24 in der Aufnahmeöffnung 27 des Gehäuses 1 realisiert, durch die das Anschlagelement 24 dauerhaft positionsgesichert ist. Für die Ritzelwelle 3 ist eine Anfederung vorgesehen, die dadurch erreicht wird, dass die Ritzelwelle 3 verschwenkbar gelagert ist und federbelastet gegen das Zahnrad 2 gedrückt wird, wobei die Federbelastung – ebenso wie die Ausbildung der Schwenkachse 7 – durch die Stege 15 der Lagerbuchse 11 des Festlagers 5 realisiert wird, die infolge der Relativverdrehung von Außenring 13 zu Innenring 14 tordiert werden und somit funktional als Torsionsfederstab wirken. Durch die Anfederung kann zum einen sichergestellt werden, dass jedes erfindungsgemäße Lenkgetriebe trotz toleranzbedingter Abmessungs-, Form- und Lagetoleranzen im Neuzustand im Wesentlichen kein Getriebespiel aufweist. Diese Spielfreiheit wird in der Montage dann mittels des Anschlagelements 24 gesichert, indem dieses an dem Innenring 19 des Loslagers 8 anliegend in der Aufnahmeöffnung 27 fixiert wird.
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Weiterhin bewirkt die Anfederung der Ritzelwelle 3 einen Ausgleich von Getriebespiel, der sich im Betrieb des Lenkgetriebes kurzfristig infolge von unterschiedlichen thermischen Dehnungen der Bauteile und langfristig durch Verschleiß sowie Setzprozesse der Werkstoffe von Ritzelwelle 3 und Zahnrad 2 einstellt. Dieses im Rahmen der Lebensdauer maximal zu erwartende betriebsbedingte Getriebespiel ist jedoch relativ klein, insbesondere im Vergleich zu einem Getriebespiel, das sich bei ungünstiger Summierung der zulässigen Toleranzen für die Bauteile einstellen würde. Daher kann, ermöglicht durch die Sicherung der toleranzbedingten Getriebespielfreiheit mittels des Anschlagelements 24, die Anfederung relativ schwach ausgelegt werden. Dies wirkt sich insbesondere positiv auf die dann entsprechend geringere Getriebereibung, insbesondere im Neuzustand des Lenkgetriebes, aus.
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Der Außenring 18 der Lagerbuchse 12 des Loslagers 8 umfasst weiterhin noch ein Zusatzanschlagelement 30, das eine Bewegung des Innenrings 19 bei einem Verschwenken der Ritzelwelle 3 nach oben in den 1 und 3 begrenzt. Dieses Zusatzanschlagelement 30 steht im normalen Betrieb des Lenkgetriebes nicht in einem Kontakt mit dem Innenring 19. Vielmehr soll dieses lediglich die Verzahnungskräfte in Missbrauchssituationen während des Betriebs des Lenkgetriebes durch ein Anschlagen des Innenrings 19 abstützten und dadurch eine Überbeanspruchung des Anschlagelements 24 vermeiden.
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In einer alternativen, in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lenkgetriebes kann vorgesehen sein, dass das Anschlagelement 24 den Außenring des Wälzlagers 10 des Loslagers 8 kontaktiert, wozu der Innenring 19 der Lagerbuchse 12 mit einer entsprechenden Öffnung versehen sein kann. In diesem Fall würde der Außenring des Wälzlagers 10 beziehungsweise das gesamte Wälzlager 10 den Innenteil des in den Patentansprüchen definierten, erfindungsgemäßen Lenkgetriebes darstellen.
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Weitere Variationen dazu sind ebenfalls möglich. So besteht auch die Möglichkeit, einen Abschnitt des Gehäuses 1 als Außenteil und einen Abschnitt der Ritzelwelle 3 als Innenteil des in den Patentansprüchen definierten, erfindungsgemäßen Lenkgetriebes vorzusehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Zahnrad
- 3
- Ritzelwelle
- 4
- Lenksäule
- 5
- Festlager
- 6
- Längsachse der Ritzelwelle
- 7
- Schwenkachse
- 8
- Loslager
- 9
- Wälzlager des Festlagers
- 10
- Wälzlager des Loslagers
- 11
- Lagerbuchse des Festlagers
- 12
- Lagerbuchse des Loslagers
- 13
- Außenring der Lagerbuchse des Festlagers
- 14
- Innenring der Lagerbuchse des Festlagers
- 15
- Steg
- 16
- Vorsprung
- 17
- Vertiefung
- 18
- Außenring der Lagerbuchse des Loslagers
- 19
- Innenring der Lagerbuchse des Loslagers
- 20
- Gelenk
- 21
- Elastomerring
- 22
- Radialachse
- 23
- Begrenzungselement
- 24
- Anschlagelement
- 25
- Kontaktteil
- 26
- Halteteil
- 27
- Aufnahmeöffnung
- 28
- Durchgangsöffnung
- 29
- Vertiefung
- 30
- Zusatzanschlagelement
- 31
- Anschlagfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2011/073089 A1 [0006]
- DE 102007055814 A1 [0007]
