DE102018212032A1 - Steering gear for a steering system of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe (1) für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, mit einer hohl ausgebildeten Getriebeeingangswelle (10) und einer zumindest abschnittsweise hohl ausgebildeten Getriebeausgangswelle (12), mit einem in die Getriebeeingangswelle (10) und in die Getriebeausgangswelle (12) eingefügten Drehstab (14), welcher an einem ersten axialen Endabschnitt (14a) mit der Getriebeeingangswelle (10) und an einem zweiten axialen Endabschnitt (14b) mit der Getriebeausgangswelle (12) drehfest verbunden ist, wobei der Drehstab (14) dazu ausgebildet ist, ein von einer Lenkspindel (16) auf die Getriebeeingangswelle (10) ausgeübtes Drehmoment (M) auf die Getriebeausgangswelle (12) zu übertragen, mit ersten Mitteln (18) zur drehfesten Verbindung der Getriebeeingangswelle (10) mit der Getriebeausgangswelle (12), und mit zweiten Mitteln (20) zur axialen Sicherung der Getriebeeingangswelle (10) an der Getriebeausgangswelle (12). The invention relates to a steering gear (1) for a steering system of a motor vehicle, having a hollow gear input shaft (10) and a hollow gear output shaft (12) at least in sections, with a torsion bar inserted in the gear input shaft (10) and in the gear output shaft (12) (14), which is connected in a rotationally fixed manner at a first axial end section (14a) to the transmission input shaft (10) and at a second axial end section (14b) to the transmission output shaft (12), the torsion bar (14) being designed to one of a steering spindle (16) on the transmission input shaft (10) to transmit torque (M) to the transmission output shaft (12), with first means (18) for the rotationally fixed connection of the transmission input shaft (10) to the transmission output shaft (12), and with second means (20) for axially securing the transmission input shaft (10) to the transmission output shaft (12).
Description
Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a steering gear for a steering system of a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Elektrische Lenkunterstützungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, weisen in der Regel eine Getriebeeingangswelle und eine Getriebeausgangswelle auf. Diese Servolenkungen wandeln eine Rotationsbewegung einer Lenkspindel in eine Linearbewegung um, die beispielsweise elektrisch und/oder hydraulisch verstärkt werden kann. Die Getriebeeingangswelle ist hierbei an einem ersten axialen Endabschnitt mit der Lenkspindel verbindbar und an einem zweiten axialen Endabschnitt mit der Getriebeausgangswelle verbunden.Electrical steering supports, in particular for motor vehicles, generally have a transmission input shaft and a transmission output shaft. These power steering systems convert a rotational movement of a steering spindle into a linear movement, which can be amplified, for example, electrically and / or hydraulically. The transmission input shaft can be connected to the steering spindle at a first axial end section and connected to the transmission output shaft at a second axial end section.
Des Weiteren ist in der Regel in einem in der Getriebeeingangswelle ausgebildeten Hohlraum ein Drehstab angeordnet, welcher die Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle verbindet und eine Relativbewegung der Getriebeeingangswelle zur Getriebeausgangswelle ermöglicht. Eine Drehmomentübertragung wird herkömmlicherweise durch ein Sperrglied ermöglicht, welches eine mechanische Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle ist.Furthermore, a torsion bar is generally arranged in a cavity formed in the transmission input shaft, which connects the transmission input shaft to the transmission output shaft and enables the transmission input shaft to move relative to the transmission output shaft. Torque transmission is conventionally made possible by a locking element, which is a mechanical connection between the transmission input shaft and the transmission output shaft.
Bei jeder Drehung der Lenkspindel wirkt auf den Drehstab ein Torsionsmoment. Eine Steifigkeit des Drehstabs regelt hierbei eine Lenkempfindlichkeit und ein Lenkgefühl, das dem Fahrer durch das Lenksystem vermittelt wird.Each time the steering spindle is turned, a torsional moment acts on the torsion bar. A stiffness of the torsion bar controls a steering sensitivity and a steering feeling, which is conveyed to the driver by the steering system.
Von einem Sensor aufgenommene Torsionswerte des Drehstabs werden zur Verfügung gestellt, aufgrund welcher eine geeignete Lenkkraftunterstützung regelbar ist. Für den Fall eines Bruchs des Drehstabs müssen jedoch Vorkehrungen getroffen werden, dass eine Verbindung zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle vorhanden ist und somit eine Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs erhalten bleibt.Torsion values of the torsion bar recorded by a sensor are made available, on the basis of which a suitable steering force support can be regulated. In the event of a break in the torsion bar, however, precautions must be taken to ensure that there is a connection between the transmission input shaft and the transmission output shaft and that the motor vehicle can still be steered.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Lenkgetriebe bereitzustellen, welches im Falle eines Bruchs des Drehstabs eine Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs sicherzustellen.The invention is therefore based on the object of providing an improved steering gear which ensures steerability of the motor vehicle in the event of a break in the torsion bar.
Die Aufgabe wird mit einem Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The object is achieved with a steering gear for a steering system of a motor vehicle with the features of
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung schafft ein Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, mit einer hohl ausgebildeten Getriebeeingangswelle und einer zumindest abschnittsweise hohl ausgebildeten Getriebeausgangswelle, mit einem in die Getriebeeingangswelle und in die Getriebeausgangswelle eingefügten Drehstab, welcher an einem ersten axialen Endabschnitt mit der Getriebeeingangswelle und an einem zweiten axialen Endabschnitt mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbunden ist, wobei der Drehstab dazu ausgebildet ist, ein von einer Lenkspindel auf die Getriebeeingangswelle ausgeübtes Drehmoment auf die Getriebeausgangswelle zu übertragen, mit ersten Mitteln zur drehfesten Verbindung der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle, und mit zweiten Mitteln zur axialen Sicherung der Getriebeeingangswelle an der Getriebeausgangswelle. Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, durch Vorsehen der zweiten Mittel zur axialen Sicherung der Getriebeeingangswelle an der Getriebeausgangswelle im Falle eines Bruchs des Drehstabs eine mechanische Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bereitzustellen bzw. eine Separierung der Getriebeeingangswelle von der Getriebeausgangswelle zu verhindern.The present invention provides a steering gear for a steering system of a motor vehicle, with a hollow transmission input shaft and an at least partially hollow transmission output shaft, with a torsion bar inserted into the transmission input shaft and the transmission output shaft, which at a first axial end section with the transmission input shaft and at a second axial end section is connected in a rotationally fixed manner to the transmission output shaft, the torsion bar being designed to transmit a torque exerted by a steering spindle on the transmission input shaft to the transmission output shaft, with first means for the rotationally fixed connection of the transmission input shaft to the transmission output shaft, and with second means for axial securing the transmission input shaft on the transmission output shaft. An idea of the present invention is to provide a mechanical connection between the transmission input shaft and the transmission output shaft or to prevent separation of the transmission input shaft from the transmission output shaft by providing the second means for axially securing the transmission input shaft to the transmission output shaft in the event of a break in the torsion bar.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Advantageous embodiments and further developments result from the subclaims and from the description with reference to the figures.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die ersten Mittel eine an einem axialen Endabschnitt der Getriebeeingangswelle ausgebildete erste Verzahnung und eine an einem, zu dem axialen Endabschnitt der Getriebeeingangswelle benachbart angeordneten axialen Endabschnitt der Getriebeausgangswelle ausgebildete zweite Verzahnung aufweisen, wobei die erste Verzahnung der Getriebeeingangswelle mit der zweiten Verzahnung der Getriebeausgangswelle im Eingriff ist. Die ersten Mittel zur drehfesten Verbindung der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle können somit in vorteilhafter Weise eine konstruktiv einfache und sichere Verbindung der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle bereitstellen.According to a preferred development, it is provided that the first means have a first toothing formed on an axial end section of the transmission input shaft and a second toothing formed on an axial end section of the transmission output shaft arranged adjacent to the axial end section of the transmission input shaft, the first toothing of the transmission input shaft also the second toothing of the transmission output shaft is engaged. The first means for the rotationally fixed connection of the transmission input shaft to the transmission output shaft can thus advantageously be structurally simple and provide a secure connection between the transmission input shaft and the transmission output shaft.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zweiten Mittel eine zumindest abschnittsweise in der Getriebeeingangswelle ausgebildete erste Umfangsnut und eine zumindest abschnittsweise in der Getriebeausgangswelle ausgebildete zweite Umfangsnut aufweisen, wobei die erste Umfangsnut zu der zweiten Umfangsnut axial ausgerichtet ist. Das Ausbilden der jeweiligen Umfangsnut in der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle kann in vorteilhafter Weise bereits bei der Herstellung der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle erfolgen.According to a further preferred development, it is provided that the second means have a first circumferential groove formed at least in sections in the transmission input shaft and a second circumferential groove formed in the transmission output shaft at least in sections, the first circumferential groove being axially aligned with the second circumferential groove. The formation of the respective circumferential groove in the transmission input shaft and the transmission output shaft can advantageously already take place during the manufacture of the transmission input shaft and the transmission output shaft.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die in der Getriebeeingangswelle ausgebildete erste Umfangsnut und die in der Getriebeausgangswelle ausgebildete zweite Umfangsnut in einem Überlappungsbereich der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle ausgebildet sind. Somit kann die Getriebeeingangswelle an der Getriebeausgangswelle mit geeigneten Mitteln befestigt werden.According to a further preferred development, it is provided that the first circumferential groove formed in the transmission input shaft and the second circumferential groove formed in the transmission output shaft are formed in an overlap region of the transmission input shaft and the transmission output shaft. The transmission input shaft can thus be fastened to the transmission output shaft using suitable means.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in der, in der Getriebeeingangswelle ausgebildeten ersten Umfangsnut und in der, in der Getriebeausgangswelle ausgebildeten zweiten Umfangsnut ein gemeinsamer Sicherungsring angeordnet ist. Der Sicherungsring ist somit in vorteilhafter Weise dazu ausgebildet, im Montagezustand der Getriebeeingangswelle an der Getriebeausgangswelle die Getriebeeingangswelle axial an der Getriebeausgangswelle zu sichern.According to a further preferred development, it is provided that a common retaining ring is arranged in the first circumferential groove formed in the transmission input shaft and in the second circumferential groove formed in the transmission output shaft. The retaining ring is thus advantageously designed to axially secure the transmission input shaft to the transmission output shaft in the assembled state of the transmission input shaft on the transmission output shaft.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die in der Getriebeeingangswelle ausgebildete erste Umfangsnut einen ersten Durchmesser und die in der Getriebeausgangswelle ausgebildete zweite Umfangsnut einen sich von dem ersten Durchmesser unterscheidenden zweiten Durchmesser aufweist. Das Vorsehen der ersten Umfangsnut und der zweiten Umfangsnut mit einem unterschiedlichen Durchmesser bewirkt, dass der gemeinsame Sicherungsring nur an einer der Umfangsnuten anliegt.According to a further preferred development, it is provided that the first circumferential groove formed in the transmission input shaft has a first diameter and the second circumferential groove formed in the transmission output shaft has a second diameter that differs from the first diameter. The provision of the first circumferential groove and the second circumferential groove with a different diameter has the effect that the common locking ring only rests on one of the circumferential grooves.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Durchmesser der in der Getriebeeingangswelle ausgebildeten ersten Umfangsnut größer als der zweite Durchmesser der in der Getriebeausgangswelle ausgebildeten zweiten Umfangsnut ist. Das Bereitstellen der ersten Umfangsnut mit einem größeren Durchmesser als der Durchmesser der zweiten Umfangsnut bewirkt in vorteilhafter Weise, dass der Sicherungsring keinen Kontakt mit der größer ausgebildeten ersten Umfangsnut bildet.According to a further preferred development, it is provided that the first diameter of the first circumferential groove formed in the transmission input shaft is larger than the second diameter of the second circumferential groove formed in the transmission output shaft. The provision of the first circumferential groove with a larger diameter than the diameter of the second circumferential groove advantageously has the effect that the securing ring does not make any contact with the larger circumferential groove.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei einem normalen Betrieb des Lenkgetriebes mit intaktem Drehstab zwischen dem Sicherungsring und der ersten Umfangsnut ein radialer Spalt und ein axialer Spalt ausgebildet ist. Das Vorsehen des radialen Spalts und des axialen Spalts zwischen dem Sicherungsring und der ersten Umfangsnut bewirkt in vorteilhafter Weise, dass der Sicherungsring bei dem normalen Betrieb des Lenkgetriebes mit intaktem Drehstab mit der ersten Umfangsnut keinen Kontakt bildet und somit bei dem normalen Betrieb des Lenkgetriebes es zu keinen nachteiligen Geräuschentwicklungen kommt, welche durch eine Kontaktbildung zwischen dem Sicherungsring und der ersten Umfangsnut bedingt sein könnten.According to a further preferred development it is provided that during normal operation of the steering gear with an intact torsion bar, a radial gap and an axial gap are formed between the securing ring and the first circumferential groove. The provision of the radial gap and the axial gap between the locking ring and the first circumferential groove advantageously has the effect that the locking ring does not make any contact with the first circumferential groove during normal operation of the steering gear with an intact torsion bar, and thus it does during normal operation of the steering gear there are no adverse noises which could be caused by contact formation between the retaining ring and the first circumferential groove.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei einem Bruch des Drehstabs die Getriebeeingangswelle an der Getriebeausgangswelle durch den, in der ersten Umfangsnut und der zweiten Umfangsnut angeordneten Sicherungsring axial gesichert ist. Somit bleibt auch im Falle eines Bruchs des Drehstabs eine Lenkbarkeit des Lenksystems gewährleistet.According to a further preferred development, it is provided that if the torsion bar breaks, the transmission input shaft is axially secured to the transmission output shaft by the securing ring arranged in the first circumferential groove and the second circumferential groove. Thus, the steerability of the steering system remains guaranteed even in the event of a break in the torsion bar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Durchmesser der Getriebeeingangswelle und ein Durchmesser der Getriebeausgangswelle in dem Überlappungsbereich der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle im Wesentlichen identisch ist, wobei ein Kragenabschnitt der ersten Umfangsnut und ein Kragenabschnitt der zweiten Umfangsnut im Wesentlichen zueinander bündig sind. Aufgrund der bündigen Ausbildung der jeweiligen Kragenabschnitte der ersten Umfangsnut und der zweiten Umfangsnut kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass im Falle eines Bruchs des Drehstabs die Getriebeeingangswelle im Bereich der ersten Umfangsnut durch den Sicherungsring an dem Kragenabschnitt der ersten Umfangsnut gehalten wird.According to a further preferred development, it is provided that a diameter of the transmission input shaft and a diameter of the transmission output shaft in the overlap region of the transmission input shaft and the transmission output shaft are essentially identical, a collar section of the first circumferential groove and a collar section of the second circumferential groove being essentially flush with one another. Due to the flush design of the respective collar sections of the first circumferential groove and the second circumferential groove, it can advantageously be ensured that in the event of a break in the torsion bar, the transmission input shaft is held in the region of the first circumferential groove by the retaining ring on the collar section of the first circumferential groove.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die in der Getriebeeingangswelle ausgebildete erste Umfangsnut und die in der Getriebeausgangswelle ausgebildete zweite Umfangsnut einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. Dieser eignet sich insbesondere für die Aufnahme des ringförmig ausgebildeten Sicherungsrings.According to a further preferred development, it is provided that the first circumferential groove formed in the transmission input shaft and the second circumferential groove formed in the transmission output shaft have a substantially semicircular cross section. This is particularly suitable for receiving the ring-shaped locking ring.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Drehstab an dem ersten axialen Endabschnitt mit der Getriebeeingangswelle durch eine Nietverbindung befestigt und an dem zweiten axialen Endabschnitt in die Getriebeausgangswelle eingepresst ist. Somit kann bei einem normalen Betrieb des Lenkgetriebes eine effektive Drehmomentübertragung durch den Drehstab gewährleistet werden.According to a further preferred development, it is provided that the torsion bar is fastened to the transmission input shaft at the first axial end section by means of a rivet connection and is pressed into the transmission output shaft at the second axial end section. Thus, a normal operation of the steering gear effective torque transmission can be guaranteed by the torsion bar.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.The configurations and further developments described can be combined with one another as desired.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention described above or below with reference to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.The accompanying drawings are intended to provide further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, in conjunction with the description, serve to explain principles and concepts of the invention.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.Other embodiments and many of the advantages mentioned result from the drawings. The illustrated elements of the drawings are not necessarily shown to scale with respect to one another.
Es zeigen:
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1 eine Längsschnittansicht eines Lenkgetriebes für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; -
2 eine schematische Darstellung eines Verbindungsbereichs der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und -
3 eine vergrößerte Längsschnittansicht des Verbindungsbereichs der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
-
1 a longitudinal sectional view of a steering gear for a steering system of a motor vehicle according to a preferred embodiment of the invention; -
2 a schematic representation of a connection area of the transmission input shaft with the transmission output shaft according to the preferred embodiment of the invention; and -
3 an enlarged longitudinal sectional view of the connection area of the transmission input shaft with the transmission output shaft according to the preferred embodiment of the invention.
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures of the drawings, identical reference symbols designate identical or functionally identical elements, parts or components, unless stated otherwise.
Das Lenkgetriebe
Der Drehstab
Des Weiteren weist das Lenkgetriebe
Ferner ist der Drehstab
Die ersten Mittel
Die in
Die Verzahnung
Die Verzahnung
Die zweiten Mittel
Die in der Getriebeeingangswelle
In der, in der Getriebeeingangswelle
Der erste Durchmesser
Bei einem normalen Betrieb des Lenkgetriebes mit (in
Bei einem Bruch des (in
Ferner ist ein Durchmesser
Die in der Getriebeeingangswelle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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