DE102019112178A1

DE102019112178A1 - Elektrische Servolenkbaugruppe

Info

Publication number: DE102019112178A1
Application number: DE102019112178.7A
Authority: DE
Inventors: Soungjin Wou
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2019-05-09
Publication date: 2019-11-14
Also published as: US11247717B2; US20190344822A1

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine elektrische Servolenkbaugruppe bereit. Eine Servolenkbaugruppe beinhaltet ein Gehäuse mit einem ersten Loch auf einer ersten Achse. Die Servolenkbaugruppe beinhaltet eine Kartusche in dem ersten Loch und mit einem zweiten Loch und einem dritten Loch, die beide auf einer zweiten Achse zentriert sind, die parallel zu der ersten Achse und von dieser beabstandet ist. Die Servolenkbaugruppe beinhaltet eine Riemenscheibe, die von dem zweiten Loch und dem dritten Loch gestützt wird. Die Servolenkbaugruppe beinhaltet einen Elektromotor, der lösbar an der Kartusche befestigt und an die Riemenscheibe wirkgekoppelt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeuglenksysteme und insbesondere eine elektrische Servolenkbaugruppe.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeug beinhaltet ein Lenksystem. Das Lenksystem kann ein Lenksystem mit Zahnstange und Ritzel sein, das eine Zahnstange beinhaltet, die mit den zwei Vorderrädern des Fahrzeugs verbunden ist, um das Fahrzeug zu lenken. Das Lenksystem beinhaltet ein Lenkrad und eine Lenksäule, die eine Benutzereingabe von dem Lenkrad zur Zahnstange überträgt, z. B. über ein Ritzel.
Das Lenksystem kann eine an einer Säule montierte oder an einer Zahnstange montierte elektrische Servolenk-(electric power assisted steering - EPAS-)Baugruppe beinhalten. Die EPAS-Baugruppe unterstützt beim Lenken und stellt elektrische Leistung bereit, um bei der Bewegung der Zahnstange zu helfen, sodass ein Fahrer in der Lage ist, weniger Kraft zum Drehen des Lenkrads aufzuwenden.
KURZDARSTELLUNG
Eine Servolenkbaugruppe beinhaltet ein Gehäuse mit einem ersten Loch auf einer ersten Achse. Die Servolenkbaugruppe beinhaltet eine Kartusche in dem ersten Loch und mit einem zweiten Loch und einem dritten Loch, die beide auf einer zweiten Achse zentriert sind, die parallel zu der ersten Achse und von dieser beabstandet ist. Die Servolenkbaugruppe beinhaltet eine Riemenscheibe, die von dem zweiten Loch und dem dritten Loch gestützt wird. Die Servolenkbaugruppe beinhaltet einen Elektromotor, der lösbar an der Kartusche befestigt und an die Riemenscheibe wirkgekoppelt ist.
Die Kartusche kann Schlitze beinhalten, die sich jeweils entlang eines kreisförmigen Bogens um das erste Loch erstrecken, und die Kartusche kann durch die Schlitze mit dem Gehäuse verbunden sein.
Die Servolenkbaugruppe kann Befestigungselemente beinhalten, die sich durch die Schlitze erstrecken und die Kartusche am Gehäuse befestigen.
Die Kartusche kann eine Basis und eine Verlängerung, die sich von der Basis erstreckt, beinhalten, wobei sich die Schlitze durch die Basis erstrecken, wobei sich das dritte Loch durch die Verlängerung erstreckt.
Die Kartusche kann eine Basis und eine Verlängerung, die sich von der Basis erstreckt, beinhalten, wobei die Verlängerung eine zylindrische äußere Fläche, die von der Basis beabstandet ist, aufweist.
Die Verlängerung kann einen Ausschnitt beinhalten und die Servolenkbaugruppe kann einen Riemen beinhalten, der sich durch den Ausschnitt erstreckt und mit der Riemenscheibe in Eingriff steht.
Das Gehäuse kann einen ersten Teil, der einen Durchlass aufweist, der entlang einer dritten Achse verlängert ist, und einen zweiten Teil, der einen zweiten Durchlass aufweist, der entlang der dritten Achse verlängert ist, beinhalten.
Das Gehäuse kann einen ersten Teil, der einen Rand aufweist, der einen Kanal definiert, und einen zweiten Teil, der im Kanal angeordnet ist, beinhalten.
Die Servolenkbaugruppe kann eine mechanische Kupplung zwischen dem Elektromotor und der Riemenscheibe beinhalten.
Die mechanische Kupplung kann eine erste Kupplungsscheibe, die relativ zur Riemenscheibe drehfest ist, eine zweite Kupplungsscheibe, die relativ zum Elektromotor drehfest ist, und eine Feder, die eine der ersten und zweiten Kupplungsscheibe zur anderen der ersten und zweiten Kupplungsscheibe vorspannt, beinhalten.
Die Riemenscheibe kann eine Keilbohrung aufweisen und die mechanische Kupplung kann eine Keilwelle beinhalten, die mit der Keilbohrung in Eingriff steht und axial entlang dieser verschiebbar ist, wobei die Keilwelle an der ersten Kupplungsscheibe befestigt ist und die Feder sich in der Keilbohrung befindet und die erste Kupplungsscheibe zur zweiten Kupplungsscheibe vorspannt.
Das Gehäuse kann einen ersten Teil, welcher das erste Loch definiert, und einen zweiten Teil, welcher eine Riemenführung aufweist, beinhalten.
Der erste Teil und der zweite Teil können gegeneinander abgedichtet sein.
Die Servolenkbaugruppe kann eine Zahnstange beinhalten, die mit der Riemenscheibe wirkgekoppelt ist.
Die Servolenkbaugruppe kann einen Riemen beinhalten, der die Zahnstange an die Riemenscheibe wirkkoppelt.
Eine Kartusche beinhaltet eine Basis mit Schlitzen, die sich durch die Basis und entlang eines kreisförmigen Bogens um eine erste Achse erstrecken. Die Kartusche beinhaltet eine Verlängerung, die sich von der Basis erstreckt und eine äußere Fläche koaxial mit der ersten Achse aufweist. Die Kartusche beinhaltet ein erstes Loch in der Basis und ein zweites Loch in der Verlängerung, wobei das erste Loch und das zweite Loch koaxial auf einer zweiten Achse parallel zu der ersten Achse und von dieser beabstandet sind.
Die Verlängerung kann einen Ausschnitt zwischen dem ersten Loch und dem zweiten Loch beinhalten.
Die äußere Fläche kann einen zylindrischen Abschnitt beinhalten, der von der Basis beabstandet ist.
Die Basis kann ein Loch beinhalten, das von der ersten Achse und der zweiten Achse beabstandet ist.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer auseinandergezogenen Ansicht einer elektrischen Servolenkbaugruppe.
2 ist ein vorderer Querschnitt der elektrischen Servolenkbaugruppe.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer auseinandergezogenen Ansicht einer anderen elektrischen Servolenkbaugruppe.
4 ist ein vorderer Querschnitt der elektrischen Servolenkbaugruppe aus 3.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Kartusche der elektrischen Servolenkbaugruppe aus den 1 und 3.
6 ist eine Seitenansicht der elektrischen Servolenkbaugruppe aus den 1 und 3.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen in allen Ansichten gleiche Bezugszeichen ähnliche Teile kennzeichnen, wird eine elektrische Servolenkbaugruppe 10 für ein Fahrzeug (nicht gezeigt) allgemein gezeigt. Die Baugruppe 10 kann auch als eine elektrische Servolenkbaugruppe (EPAS) bezeichnet werden. Die Baugruppe 10 beinhaltet ein Gehäuse 12 mit einem ersten kreisförmigen Loch 14 auf einer ersten Achse 90. Die Baugruppe 10 beinhaltet eine Kartusche 16, die das Gehäuse 12 im ersten kreisförmigen Loch 14 in Eingriff nimmt. Die Kartusche 16 weist ein zweites kreisförmiges Loch 18 und ein drittes kreisförmiges Loch 20 auf, die koaxial und beide auf einer zweiten Achse 92 zentriert sind. Die zweite Achse 92 ist parallel zu der ersten Achse 90 und von dieser beabstandet. Die Baugruppe 10 beinhaltet eine Riemenscheibe 22, die sowohl mit dem zweiten kreisförmigen Loch 18 als auch dem dritten kreisförmigen Loch 20 in Eingriff steht.
Wie nachfolgend ausführlicher dargestellt und in den 2 und 4 gezeigt, nimmt ein Riemen 24 die Riemenscheibe 22 mit einer Zahnstange 26 eines Lenksystems (nicht gezeigt), zum Beispiel eines Lenksystems mit Zahnstange und Ritzel, in Eingriff. Wie in 6 gezeigt, kann die Kartusche 16 relativ zum Gehäuse 12 und um die erste Achse 90 gewunden sein, um die Spannung im Riemen 24 anzupassen, z. B. an der Montageeinrichtung vor der Installation in ein Fahrzeug. Da die Riemenscheibe 22 mit dem zweiten kreisförmigen Loch 18 und dem dritten kreisförmigen Loch 20 in Eingriff steht, von denen beide auf der zweiten Achse 92 zentriert sind, ist die Riemenscheibe 22 ebenfalls auf der zweiten Achse 92 zentriert. Dementsprechend führt die Rotation der Kartusche 16 um die erste Achse 90 zu einer exzentrischen Rotation der Riemenscheibe 22 relativ zum ersten kreisförmigen Loch 14. Diese exzentrische Rotation der Riemenscheibe 22 spannt oder löst den Riemen 24. Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben und wie in den Figuren gezeigt, wird die Kartusche 16 relativ zu dem Gehäuse 12 befestigt, z. B. in einer Montageeinrichtung, wenn eine gewünschte Spannung im Riemen 24 erreicht wird, um die Spannung im Riemen 24 für die Lebensdauer der Baugruppe 10 beizubehalten.
Das Lenksystem beinhaltet die Baugruppe 10. Wie vorstehend dargelegt, kann das Lenksystem ein Lenksystem mit Zahnstange und Ritzel sein oder könnte alternativ eine beliebige geeignete Art von Lenksystem sein. Das Lenksystem kann die Zahnstange 26 beinhalten. Die Zahnstange 26 kann mit Rädern (nicht gezeigt) des Fahrzeugs verbunden werden, z. B. zwei Vorderrädern des Fahrzeugs, um das Fahrzeug zu lenken. Das Lenksystem kann ein Lenkrad (nicht gezeigt) und eine Lenksäule (nicht gezeigt) beinhalten, die eine Benutzereingabe vom Lenkrad zur Zahnstange 26 über ein Ritzel (nicht gezeigt) übertragen.
Die Baugruppe 10 steht mit der Zahnstange 26 in Eingriff, um bei der Bewegung der Zahnstange 26 durch das Ritzel zu helfen. Dies reduziert die Stärke der Kraft, die erforderlich ist, um das Lenkrad zu drehen. Konkret beinhaltet die Baugruppe 10 einen Elektromotor 28, der die Riemenscheibe 22 antreibt, wie nachfolgend näher beschrieben.
Wie in den 2 und 4 gezeigt, nimmt die Riemenscheibe 22 die Zahnstange 26 in Eingriff. Als ein Beispiel kann die Zahnstange 26 einen Kugelgewindebereich (nicht gezeigt) beinhalten und eine Kugelmutterbaugruppe 88 nimmt den Kugelgewindebereich in Eingriff. Die Kugelmutterbaugruppe 88 beinhaltet eine Kugelmutter (nicht gezeigt) und der Riemen 24 nimmt die Riemenscheibe 22 mit der Kugelmutter in Eingriff, sodass die Rotation der Riemenscheibe 22 auf die Kugelmutter übertragen wird. Die Kugelmutterbaugruppe 88 beinhaltet Kugeln, die von der Kugelmutter aufgenommen werden, wie bekannt ist. Bei der Alternative zu der Kugelmutterbaugruppe 88 kann eine beliebige geeignete Vorrichtung mit dem Riemen 24 und der Zahnstange 26 in Eingriff stehen, um die Rotation des Riemens 24 in eine Umsetzung der Zahnstange 26 zu übertragen.
Das Gehäuse 12 beinhaltet das erste kreisförmige Loch 14. Das erste kreisförmige Loch 14 befindet sich auf der ersten Achse 90. Anders ausgedrückt, befindet sich die erste Achse 90 in der Mitte des ersten kreisförmigen Lochs 14, d. h. das erste kreisförmige Loch 14 ist auf der ersten Achse 90 zentriert. Das erste kreisförmige Loch 14 ist dahingehend „kreisförmig“, dass das erste kreisförmige Loch 14 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Als ein Beispiel kann das erste kreisförmige Loch 14 an einer ersten zylindrischen Bohrung 30 sein. In solch einem Beispiel ist die erste Achse 90 die geometrische Achse der zylindrischen Form der ersten zylindrischen Bohrung 30. Die erste zylindrische Bohrung 30 kann teilweise zylindrisch sein. Wie in den 2 und 4 gezeigt, weist das Gehäuse 12 einen Hohlraum 32 auf, der die Riemenscheibe 22 und den Riemen 24 unterbringt. Das Gehäuse 12 beinhaltet eine Durchgangsbohrung 34, die sich in den Hohlraum 32 erstreckt und die Zahnstange 26 aufnimmt. Konkret nimmt die Durchgangsbohrung 34 in der Ausführungsform, die die Kugelmutterbaugruppe 88 beinhaltet, den Kugelgewindebereich der Zahnstange 26 auf.
Das Gehäuse 12 kann einen ersten Teil 36 und einen zweiten Teil 38 beinhalten, die miteinander verbunden sind. Zum Beispiel kann der erste Teil 36 einen Rand 40 beinhalten und der zweite Teil 38 kann im Rand 40 aufgenommen werden, z. B. in den Rand 40 geschoben werden, um den ersten und zweiten Teil 36, 38 aneinander zu halten. Zum Beispiel kann sich der Rand 40 um einen Umfang des ersten Teils 36 erstrecken, z. B. an einer distalen Kante des ersten Teils 36 und senkrecht zu den Achsen 90, 92. Der Rand 40 kann sich entlang des Umfangs vom Durchgangsloch 34 und um das erste kreisförmige Loch 14 erstrecken. Der Rand 40 kann einen Kanal 41 definieren. Der zweite Teil 38 kann sich in dem Kanal 41 befinden, wobei der Rand 40 eine Kante des zweiten Teils 38 umgibt, wodurch die Bewegung des ersten Teils 36 relativ zum zweiten Teil 38 in einer Vielzahl von Richtungen eingeschränkt wird.
Ein Befestigungselement 42 kann sowohl den ersten Teil 36 als auch den zweiten Teil 38 in Eingriff nehmen. Alternativ oder zusätzlich können der erste Teil 36 und der zweite Teil 38 mit einer Vielzahl von Befestigungselementen miteinander befestigt sein. In jedem Fall können der erste Teil 36 und der zweite Teil 38 um die gesamte Peripherie des Hohlraums 32 abgedichtet sein. Der erste Teil 36 und der zweite Teil 38 können in einer beliebigen geeigneten Weise abgedichtet sein, z. B. mit einem Dichtungsmittel, einem Klebstoff, einem Bindemittel, Ultraschallschweißen, einer Dichtung usw.
Das Gehäuse 12 kann eine Riemenführung 37 beinhalten. Die Riemenführung 37 positioniert den Riemen 24 innerhalb des Gehäuses 12. Die Riemenführung 37 kann sich von dem zweiten Teil 38 zwischen der Riemenscheibe 22 und der Zahnstange 26 zu einem Mittelpunkt des Hohlraums 32 erstrecken. Der Riemen 24 kann die Riemenführung 37 umgeben.
Die Kartusche 16 beinhaltet das zweite kreisförmige Loch 18 und das dritte kreisförmige Loch 20. Das zweite kreisförmige Loch 18 und das dritte kreisförmige Loch 20 befinden sich beide auf der zweiten Achse 92. Anders formuliert, befindet sich die zweite Achse 92 in der Mitte des zweiten kreisförmigen Lochs 18 und des dritten kreisförmigen Lochs 20, d. h. das zweite kreisförmige Loch 18 und das dritte kreisförmige Loch 20 sind beide auf der zweiten Achse 92 zentriert. Das zweite kreisförmige Loch 18 und das dritte kreisförmige Loch 20 sind dahingehend „kreisförmig“, dass das zweite kreisförmige Loch 18 und das dritte kreisförmige Loch 20 jeweils einen kreisförmigen Querschnitt senkrecht zur zweiten Achse 92 aufweisen. Als ein Beispiel kann sich das zweite kreisförmige Loch 18 an der zweiten zylindrischen Bohrung 44 befinden. In solch einem Beispiel ist die zweite Achse 92 die geometrische Achse der zylindrischen Form der zweiten zylindrischen Bohrung 44. Das dritte kreisförmige Loch 20 kann sich an der dritten zylindrischen Bohrung 46 befinden. In solch einem Beispiel ist die zweite Achse 92 die geometrische Achse der zylindrischen Form der dritten zylindrischen Bohrung 46.
Die Kartusche 16 beinhaltet eine Basis 48 und eine Verlängerung 50, die sich von der Basis 48 erstreckt. Die Basis 48 erstreckt sich umfänglich um die Verlängerung 50. In dem in den Figuren gezeigten Beispiel ist die Basis 48 kreisförmig und befindet sich auf der ersten Achse 90, die parallel zu der zweiten Achse 92 und von dieser beabstandet ist. Das zweite kreisförmige Loch 18 erstreckt sich durch die Basis 48 und das dritte kreisförmige Loch 20 erstreckt sich durch die Verlängerung 50.
Die Verlängerung 50 ist von der Basis 48 entlang der zweiten Achse 92 verlängert. Die Verlängerung 50 weist eine zylindrische äußere Fläche 52 auf der ersten Achse 90 auf. Die zylindrische äußere Fläche 52 ist koaxial zu dem ersten kreisförmigen Loch 14. Die zylindrische äußere Fläche 52 kann teilweise zylindrisch sein. Zum Beispiel kann die zylindrische äußere Fläche 52 einen Riemenausschnitt 54 aufweisen, durch den sich der Riemen 24 erstreckt.
Die zylindrische äußere Fläche 52 liegt an dem ersten kreisförmigen Loch 14 an, z. B. um den Umfang der zylindrischen äußeren Fläche 52. Das erste kreisförmige Loch 14 nimmt die zylindrische äußere Fläche 52 der Verlängerung 50 auf. Konkret nimmt die erste zylindrische Bohrung 30 des Gehäuses 12 in dem in den Figuren gezeigten Beispiel die zylindrische äußere Fläche 52 der Verlängerung 50 auf. Die erste zylindrische Bohrung 30 und die zylindrische äußere Fläche 52 können sich in Gleitsitz befinden, d. h. mit minimalem Abstand zwischen der zylindrischen äußeren Fläche 52 und der ersten zylindrischen Bohrung 30, um eine freie Bewegung zwischen der zylindrischen äußeren Fläche 52 und der ersten zylindrischen Bohrung 30 ohne Spiel zu ermöglichen.
Die Kartusche 16 beinhaltet Schlitze 58, die sich durch die Basis 48 erstrecken. Die Schlitze 58 erstrecken sich jeweils entlang eines gemeinsamen kreisförmigen Bogens, d. h. jeder der Schlitze 58 befindet sich auf dem gleichen kreisförmigen Bogen. Der kreisförmige Bogen der Schlitze 58 ist koaxial zu dem ersten kreisförmigen Loch 14. Die Kartusche 16 ist durch die Schlitze 58 mit dem Gehäuse 12 verbunden. Zum Beispiel können sich Befestigungselemente mit Gewinde durch die Schlitze 58 erstrecken und die Kartusche 16 mit dem Gehäuse 12 in Eingriff nehmen. Vor der Einstellung können die Befestigungselemente mit Gewinde locker sein, um eine Rotation der Kartusche 16 relativ zu dem Gehäuse 12 um die erste Achse 90 zu ermöglichen. Nachdem die Kartusche 16 um die erste Achse 90 rotiert ist, um die gewünschte Spannung im Riemen 24 zu erreichen, können die Befestigungselemente 60 mit Gewinde festgezogen werden, um die Kartusche 16 am Gehäuse 12 zu befestigen und die Spannung im Riemen 24 aufrechtzuerhalten. Die Kartusche 16 kann eine beliebige geeignete Anzahl an Schlitzen 58 beinhalten. Als ein Beispiel beinhaltet die Kartusche 16 zwei Schlitze 58. Als ein anderes Beispiel kann die Kartusche drei Schlitze (nicht gezeigt) beinhalten.
Der Elektromotor 28 ist lösbar an der Basis 48 der Kartusche 16 befestigt. Anders formuliert, sind der Elektromotor 28 und/oder die Basis 48 derart ausgestaltet, dass der Elektromotor 28 von der Basis 48 entfernt werden kann, ohne die Basis 48 zu beschädigen und ohne die Kartusche 16 relativ zu dem Gehäuse 12 zu bewegen. Dementsprechend kann der Elektromotor 28 in einem Szenario, bei dem es wünschenswert ist, den Elektromotor 28 zu entfernen, z. B. zum Service oder Austausch, von der Basis 48 entfernt werden und ein neuer Elektromotor 28 kann lösbar an der Basis 48 befestigt werden. Während dieses Austauschs des Elektromotors 28 bleibt die Riemenscheibe 22 relativ zum Gehäuse 12 in Position, sodass die Spannung im Riemen 24 aufrechterhalten wird. Als ein Beispiel kann die Basis 48 Löcher 62 beinhalten und der Elektromotor 28 kann mit Befestigungselementen mit der Basis 48 verbunden werden. Als ein anderes Beispiel können die Löcher 62 und/oder entsprechende Löcher im Elektromotor 28 ein Gewinde aufweisen. Alternativ kann der Elektromotor 28 in einer beliebigen geeigneten Weise lösbar an der Kartusche 16 befestigt sein.
Die Riemenscheibe 22 steht mit dem Elektromotor 28 in Wirkeingriff, d. h. das Drehmoment vom Elektromotor 28 treibt die Riemenscheibe 22 an, um den Riemen 24 zu rotieren. Die Riemenscheibe 22 kann ein einzelnes Stück sein oder mehrere Komponenten beinhalten. In dem in den Figuren gezeigten Beispiel beinhaltet die Riemenscheibe 22 einen Kopf 64 und eine Welle 66, die am Kopf 64 befestigt ist. Die Welle 66 wird von dem Elektromotor 28 angetrieben und rotiert den Kopf 64. Der Kopf 64 der Riemenscheibe 22 kann Merkmale zum Ineingriffnehmen und Antreiben des Riemens 24 beinhalten, z. B. Zähne.
Das zweite Loch 18 und das dritte Loch 20 der Kartusche 16 stützen die Riemenscheibe 22. Konkret kann die Welle 66 innerhalb des zweiten kreisförmigen Lochs 18 und des dritten kreisförmigen Lochs 20 angeordnet sein und der Kopf 64 der Riemenscheibe 22 kann zwischen dem zweiten kreisförmigen Loch 18 und dem dritten kreisförmigen Loch 20 angeordnet sein. Der Riemen 24 nimmt den Kopf 64 zwischen dem zweiten kreisförmigen Loch 18 und dem dritten kreisförmigen Loch 20 in Eingriff. Diese Stütze reduziert die Belastung auf die Riemenscheibe 22 und erhöht die Lebensdauer der Riemenscheibe 22. Lager 68 können beispielsweise die Welle 66 der Riemenscheibe 22 an dem zweiten kreisförmigen Loch 18 und dem dritten kreisförmigen Loch 20 stützen, z. B. können die Lager 68 mit der zweiten zylindrischen Bohrung 44 und der dritten zylindrischen Bohrung 46 in Eingriff stehen.
Der Riemen 24 kann aus einer beliebigen geeigneten Art zum Übertragen der Rotation von der Riemenscheibe 22 zur Zahnstange 26, z. B. zur Kugelmutter, sein. Der Riemen 24 kann Zähne beinhalten, die dazu ausgestaltet sind, d. h. bemessen, geformt, beabstandet usw. sind, sowohl die Riemenscheibe 22 als auch die Kugelmutter in Eingriff zu nehmen, um die Rotation von der Riemenscheibe 22 zur Kugelmutter zu übertragen. Der Riemen 24 kann aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen, z. B. einem flexiblen faserverstärkten Polymer.
Der Elektromotor 28 steht mit der Riemenscheibe 22 in Wirkeingriff. Der Elektromotor 28 kann ein elektrischer Motor, ein bürstenloser Motor, ein Servomotor, ein Schrittmotor, ein Hydraulikmotor oder eine beliebige geeignete Drehmoment erzeugende Struktur sein.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 kann die Baugruppe 10 eine mechanische Kupplung 70 beinhalten. Die mechanische Kupplung 70 befindet sich zwischen dem Elektromotor 28 und der Riemenscheibe 22 und ermöglicht die relative Rotation zwischen dem Elektromotor 28 und der Riemenscheibe 22, wenn das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Riemenscheibe 22 zu drehen, einen Schwellenwert überschreitet. Konkret befindet sich die mechanische Kupplung 70 zwischen dem Elektromotor 28 und der Welle 66 der Riemenscheibe 22.
Die mechanische Kupplung 70 kann eine erste Kupplungsscheibe 72, eine zweite Kupplungsscheibe 74 und eine Feder 76 beinhalten. Die erste Kupplungsscheibe 72 ist drehbar an der Riemenscheibe 22 befestigt, d. h., um die relative Rotation dazwischen zu verhindern. Die zweite Kupplungsscheibe 74 ist drehbar an dem Elektromotor 28 befestigt.
Die mechanische Kupplung 70 ist dazu ausgestaltet, die Rotation von der zweiten Kupplungsscheibe 74 zur ersten Kupplungsscheibe 72 zu übertragen, wenn das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Riemenscheibe 22 zu drehen, den Schwellenwert unterschreitet, und zu ermöglichen, dass sich die erste Kupplungsscheibe 72 und die zweite Kupplungsscheibe 74 verschieben, d. h. zu ermöglichen, dass die zweite Kupplungsscheibe 74 relativ zur ersten Kupplungsscheibe 72 rotiert, wenn das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Riemenscheibe 22 zu drehen, den Schwellenwert überschreitet. Die erste Kupplungsscheibe 72 und die zweite Kupplungsscheibe 74 sind dazu ausgestaltet, lösbar miteinander in Eingriff zu stehen.
Zum Beispiel weist eine der ersten Kupplungsscheibe 72 und der zweiten Kupplungsscheibe 74 eine Nut 78 auf und die andere der ersten Kupplungsscheibe 72 und der zweiten Kupplungsscheibe 74 weist einen Vorsprung 80 auf, der mit der Nut 78 in Eingriff gebracht werden kann. Wenn das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Riemenscheibe 22 zu drehen, den Schwellenwert unterschreitet, bleibt der Vorsprung 80 mit der Nut 78 in Eingriff, um die Rotation von der zweiten Kupplungsscheibe 74 auf die erste Kupplungsscheibe 72 zu übertragen. Wenn das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Riemenscheibe 22 zu drehen, den Schwellenwert überschreitet, schiebt sich der Vorsprung 80 aus der Nut 78 und ermöglicht, dass die zweite Kupplungsscheibe 74 relativ zur ersten Kupplungsscheibe 72 rotiert. Als ein Beispiel können der Vorsprung 80 und die Nut 78 geneigte Flächen 82 beinhalten, um ein Verschieben bei Drehmomenten über dem Schwellenwert zu ermöglichen.
Als ein anderes Beispiel kann eine der ersten Kupplungsscheibe 72 und der zweiten Kupplungsscheibe 74 federbelastet sein, d. h. eine Feder 76 spannt eine der ersten und zweiten Kupplungsscheibe 72, 74 zu der anderen der ersten und zweiten Kupplungsscheibe 72, 74 vor. In dem in den Figuren gezeigten Beispiel befindet sich die Feder 76 zwischen der Welle 66 und der ersten Kupplungsscheibe 72 und spannt die erste Kupplungsscheibe 72 zur zweiten Kupplungsscheibe 74 vor. Die Feder 76 kann zum Beispiel eine Spiralfeder oder eine beliebige andere geeignete Art von Feder sein.
Eines von der Riemenscheibe 22 und dem Elektromotor 28 kann eine Keilbohrung 84 aufweisen und die mechanische Kupplung 70 kann eine Keilwelle 86 beinhalten, die an eine der ersten Kupplungsscheibe 72 und der zweiten Kupplungsscheibe 74 befestigt ist und verschiebbar mit der Keilbohrung 84 in Eingriff steht. Anders formuliert, rotiert die Keilwelle 86 mit der Keilbohrung 84 und ist axial entlang der Keilbohrung 84 verschiebbar. Die Feder 76 befindet sich in der Keilbohrung 84 und spannt die Keilwelle 86 weg von der Kielbohrung 84 vor. In dem in den Figuren gezeigten Beispiel weist die Riemenscheibe 22 die Keilbohrung 84 auf und die mechanische Kupplung 70 beinhaltet die Keilwelle 86, die an der ersten Kupplungsscheibe 72 befestigt ist. Die Feder 76 spannt die Keilwelle 86 und die erste Kupplungsscheibe 72 in der Keilbohrung 84 zur der zweiten Kupplungsscheibe 74 vor.
Wenn das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Riemenscheibe 22 zu drehen, den Schwellenwert unterschreitet, überträgt die zweite Kupplungsscheibe 74 die Rotation auf die erste Kupplungsscheibe 72. Wenn das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Riemenscheibe 22 zu drehen, den Schwellenwert überschreitet, drückt die zweite Kupplungsscheibe 74 die erste Kupplungsscheibe 72 zur Keilbohrung 84. Wenn die erste Kupplungsscheibe 72 zur Keilbohrung 84 gedrückt wird, überwindet die erste Kupplungsscheibe 72 die Feder 76 und drückt die Keilwelle 86 weiter in die Keilbohrung 84, wodurch ermöglicht wird, dass der Vorsprung 80 und die Nut 78 sich voneinander lösen, um eine relative Rotation zwischen der ersten Kupplungsscheibe 72 und der zweiten Kupplungsscheibe 74 zu ermöglichen. Wenn das Drehmoment, das erforderlich ist, um die Riemenscheibe 22 zu drehen, auf unterhalb des Schwellenwerts reduziert wird, drückt die Feder 76 den Vorsprung 80 und die Nut 78 in Eingriff miteinander, um erneut die Rotation von der zweiten Kupplungsscheibe 74 auf die erste Kupplungsscheibe 72 zu übertragen.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie vielmehr der Beschreibung als der Einschränkung dienen soll. In Anbetracht der vorstehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich und die Offenbarung kann anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Servolenkbaugruppe bereitgestellt, aufweisend ein Gehäuse mit ein Gehäuse mit einem ersten Loch auf einer ersten Achse; eine Kartusche in dem ersten Loch und mit einem zweiten Loch und einem dritten Loch, die beide auf einer zweiten Achse zentriert sind, die parallel zu der ersten Achse und von dieser beabstandet ist, eine Riemenscheibe, die von dem zweiten Loch und dem dritten Loch gestützt wird, und einen Elektromotor, der lösbar an der Kartusche befestigt und an die Riemenscheibe wirkgekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Kartusche Schlitze, die sich jeweils entlang eines kreisförmigen Bogens um das erste Loch erstrecken, und die Kartusche durch die Schlitze mit dem Gehäuse verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch Befestigungselemente, die sich durch die Schlitze erstrecken und die Kartusche am Gehäuse befestigen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Kartusche eine Basis und eine Verlängerung, die sich von der Basis erstreckt, wobei sich die Schlitze durch die Basis erstrecken, wobei sich das dritte Loch durch die Verlängerung erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Kartusche eine Basis und eine Verlängerung, die sich von der Basis erstreckt, wobei die Verlängerung eine zylindrische äußere Fläche, die von der Basis beabstandet ist, aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Verlängerung einen Ausschnitt, und ferner umfassend einen Riemen, der sich durch den Ausschnitt erstreckt und mit der Riemenscheibe in Eingriff steht.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Gehäuse einen ersten Teil, der einen Durchlass aufweist, der entlang einer dritten Achse verlängert ist, und einen zweiten Teil, der einen zweiten Durchlass aufweist, der entlang der dritten Achse verlängert ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Gehäuse einen ersten Teil, der einen Rand aufweist, der einen Kanal definiert, und einen zweiten Teil, der im Kanal angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine mechanische Kupplung zwischen dem Elektromotor und der Riemenscheibe.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die mechanische Kupplung eine erste Kupplungsscheibe, die relativ zur Riemenscheibe drehfest ist, eine zweite Kupplungsscheibe, die relativ zum Elektromotor drehfest ist, und eine Feder, die eine der ersten und zweiten Kupplungsscheibe zur anderen der ersten und zweiten Kupplungsscheibe vorspannt.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Riemenscheibe eine Keilbohrung auf und die mechanische Kupplung beinhaltet eine Keilwelle, die mit der Keilbohrung in Eingriff steht und axial entlang dieser verschiebbar ist, wobei die Keilwelle an der ersten Kupplungsscheibe befestigt ist und die Feder sich in der Keilbohrung befindet und die erste Kupplungsscheibe zur zweiten Kupplungsscheibe vorspannt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Gehäuse einen ersten Teil, welcher das erste Loch definiert, und einen zweiten Teil, welcher eine Riemenführung aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform sind der erste Teil und der zweite Teil gegeneinander abgedichtet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine Zahnstange, die an die Riemenscheibe wirkgekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen Riemen, der die Zahnstange an die Riemenscheibe wirkkoppelt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kartusche bereitgestellt, aufweisend eine Basis mit Schlitzen, die sich durch die Basis und entlang eines kreisförmigen Bogens um eine erste Achse erstrecken; eine Verlängerung, die sich von der Basis erstreckt und eine äußere Fläche koaxial mit der ersten Achse aufweist; und ein erstes Loch in der Basis und ein zweites Loch in der Verlängerung, wobei das erste Loch und das zweite Loch koaxial auf einer zweiten Achse parallel zu der ersten Achse und von dieser beabstandet sind.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Verlängerung einen Ausschnitt zwischen dem ersten Loch und dem zweiten Loch.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die äußere Fläche einen zylindrischen Abschnitt, der von der Basis beabstandet ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Basis ein Loch, das von der ersten Achse und der zweiten Achse beabstandet ist.

Claims

Servolenkbaugruppe, umfassend: ein Gehäuse mit einem ersten Loch auf einer ersten Achse; eine Kartusche in dem ersten Loch und mit einem zweiten Loch und einem dritten Loch, die beide auf einer zweiten Achse zentriert sind, die parallel zu der ersten Achse und von dieser beabstandet ist, eine Riemenscheibe, die von dem zweiten Loch und dem dritten Loch gestützt wird; und einen Elektromotor, der lösbar an der Kartusche befestigt und an die Riemenscheibe wirkgekoppelt ist.
Servolenkbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Kartusche Schlitze beinhaltet, die sich jeweils entlang eines kreisförmigen Bogens um das erste Loch erstrecken, und die Kartusche durch die Schlitze mit dem Gehäuse verbunden ist.
Servolenkbaugruppe nach Anspruch 2, wobei die Kartusche eine Basis und eine Verlängerung, die sich von der Basis erstreckt, beinhaltet, wobei sich die Schlitze durch die Basis erstrecken, wobei sich das dritte Loch durch die Verlängerung erstreckt.
Servolenkbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Kartusche eine Basis und eine Verlängerung, die sich von der Basis erstreckt, beinhaltet, wobei die Verlängerung eine zylindrische äußere Fläche, die von der Basis beabstandet ist, aufweist.
Servolenkbaugruppe nach Anspruch 4, wobei die Verlängerung einen Ausschnitt beinhaltet und ferner umfassend einen Riemen, der sich durch den Ausschnitt erstreckt und mit der Riemenscheibe in Eingriff steht.
Servolenkbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse einen ersten Teil, der einen Durchlass aufweist, der entlang einer dritten Achse verlängert ist, und einen zweiten Teil, der einen zweiten Durchlass aufweist, der entlang der dritten Achse verlängert ist, beinhaltet.
Servolenkbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse einen ersten Teil, der einen Rand aufweist, der einen Kanal definiert, und einen zweiten Teil, der im Kanal angeordnet ist, beinhaltet.
Servolenkbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse einen ersten Teil, der das erste Loch definiert, und einen zweiten Teil, der eine Riemenführung aufweist, beinhaltet.
Servolenkbaugruppe nach Anspruch 8, wobei der erste Teil und der zweite Teil gegeneinander abgedichtet sind.
Servolenkbaugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Zahnstange, die an die Riemenscheibe wirkgekoppelt ist.
Servolenkbaugruppe nach einem der Ansprüche 1-10, ferner umfassend eine mechanische Kupplung zwischen dem Elektromotor und der Riemenscheibe.
Kartusche, umfassend: eine Basis mit Schlitzen, die sich durch die Basis und entlang eines kreisförmigen Bogens um eine erste Achse erstrecken; eine Verlängerung, die sich von der Basis erstreckt und eine äußere Fläche koaxial mit der ersten Achse aufweist, und ein erstes Loch in der Basis und ein zweites Loch in der Verlängerung, wobei das erste Loch und das zweite Loch koaxial auf einer zweiten Achse parallel zu der ersten Achse und von dieser beabstandet sind.
Kartusche nach Anspruch 12, wobei die äußere Fläche einen zylindrischen Abschnitt, der von der Basis beabstandet ist, beinhaltet.
Kartusche nach Anspruch 12, wobei die Basis ein Loch beinhaltet, das von der ersten Achse und der zweiten Achse beabstandet ist.
Kartusche nach einem der Ansprüche 12-14, wobei die Verlängerung einen Ausschnitt zwischen dem ersten Loch und dem zweiten Loch beinhaltet.