DE102019218997A1 - Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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DE102019218997A1
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coupling element
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elastically deformable
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output shaft
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Jean Gautier
Amadi Diallo
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    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe (1) für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, mit einer Getriebeeingangswelle (10), welche an einem ersten axialen Endabschnitt (10a) mit einer Lenkspindel (11) drehfest verbunden ist, mit einer Getriebeausgangswelle (12), und mit einer Klauenkupplung (14) zum Übertragen eines Drehmoments von der Getriebeeingangswelle (10) auf die Getriebeausgangswelle (12), wobei die Getriebeeingangswelle (10) an einem zweiten axialen Endabschnitt (10b) mit einem eine Mehrzahl von Klauen (16a, 16b, 16c, 16d) aufweisenden ersten Kupplungselement (16) der Klauenkupplung (14) drehfest verbunden ist, wobei die Getriebeausgangswelle (12) an einem ersten axialen Endabschnitt (12a) mit einem eine Mehrzahl von Klauen (18a, 18b, 18c, 18d) aufweisenden zweiten Kupplungselement (18) der Klauenkupplung (14) drehfest verbunden ist, und wobei zwischen benachbarten Klauen (16a, 18a, 16b, 18b, 16c, 18c, 16d, 18d) des ersten Kupplungselements (16) und des zweiten Kupplungselements (18) der Klauenkupplung (14) jeweils ein elastisch verformbares Element (20a, 20b) eingefügt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs.
  • Stand der Technik
  • 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.
  • 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, beispielsweise einen Drehstab, ermöglicht, welche eine mechanische Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bildet.
  • DE 10 2013 105 219 A1 offenbart ein Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs umfassend eine Abtriebswelle zur Drehmomentübertragung von einer Eingangswelle zu einem Lenkgestänge des Lenksystems, einen Flügel zur Erzeugung eines Drehmoments, wobei der Flügel fest mit der Abtriebswelle verbunden ist, und ein Kolbengehäuse mit einer ersten Kolbenkammer und einer zweiten Kolbenkammer, wobei der Flügel die erste Kolbenkammer von der zweiten Kolbenkammer abtrennt, und wobei sich der Flügel innerhalb des Kolbengehäuses bewegen kann, und wobei durch Befüllen der ersten und/oder der zweiten Kolbenkammer eine Kraft auf einen Flügel erzeugt wird, die zu dem Drehmoment führt, wobei das Drehmoment auf die Abtriebswelle übertragen wird.
  • 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.
  • Von einem Sensor aufgenommene Torsionswerte des Drehstabs werden zur Verfügung gestellt, aufgrund welcher eine geeignete Lenkkraftunterstützung regelbar ist. Nachteilhaft an den bekannten Lösungen ist, dass solche Systeme eine hohe Präzision bei der Fertigung erfordern, da sämtliche Komponenten mit genauen Abmessungen bzw. geringen Toleranzen herzustellen sind. Dies bedingt somit in der Folge hohe Stückkosten.
  • Des Weiteren nachteilig ist die signifikante axiale Abmessung eines solchen Systems. Ferner ist aufgrund dessen, dass der Drehstab innerhalb der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle angeordnet ist, kein Platz für eine mögliche andere Nutzung eines Innenraums der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle vorhanden.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Lenkgetriebe bereitzustellen, welches eine vereinfachte Herstellbarkeit und somit geringere Stückkosten ermöglicht, eine kompaktere axiale Abmessung aufweist und zudem einen höheren Nutzraum bietet.
  • Die Aufgabe wird mit einem Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, mit einer Getriebeeingangswelle, welche an einem ersten axialen Endabschnitt mit einer Lenkspindel drehfest verbunden ist, mit einer Getriebeausgangswelle, und mit einer Klauenkupplung zum Übertragen eines Drehmoments von der Getriebeeingangswelle auf die Getriebeausgangswelle, wobei die Getriebeeingangswelle an einem zweiten axialen Endabschnitt mit einem eine Mehrzahl von Klauen aufweisenden ersten Kupplungselement der Klauenkupplung drehfest verbunden ist, wobei die Getriebeausgangswelle an einem ersten axialen Endabschnitt mit einem eine Mehrzahl von Klauen aufweisenden zweiten Kupplungselement der Klauenkupplung drehfest verbunden ist, und wobei zwischen benachbarten Klauen des ersten Kupplungselements und des zweiten Kupplungselements der Klauenkupplung jeweils ein elastisch verformbares Element eingefügt ist.
  • Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, durch Ersetzen des Drehstabs durch die Klauenkupplung zum einen eine Lösung bereitzustellen, bei welcher geringere Fertigungstoleranzen und somit geringere Bauteilstückkosten vorhanden sind. Des Weiteren weist das Lenkgetriebe aufgrund der geringen axialen Abmessung der Klauenkupplung eine verringerte axiale Dimension gegenüber herkömmlichen Lösungen auf. Ferner ist aufgrund des Wegfalls des Drehstabs ein Innenvolumen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle nunmehr für andere Zwecke, wie beispielsweise die Durchführung von elektrischen Leitungen, nutzbar.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das elastisch verformbare Element durch ein Federelement, insbesondere eine Schraubenfeder, oder ein elastisch verformbares Material, insbesondere Elastomer oder Kautschuk, ausgebildet ist. Somit kann beispielsweise durch Messung eines Drehmoments der Getriebeeingangswelle und eines Drehmoments der Getriebeausgangswelle eine Differenz ermittelt und somit eine geeignete Lenkkraftunterstützung durch eine elektrische Maschine bereitgestellt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von elastisch verformbaren Elementen dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment von dem ersten Kupplungselement auf das zweite Kupplungselement zu übertragen, wobei eine Rückstellkraft der elastisch verformbaren Elemente, insbesondere eine Federkraft der Federelemente, tangential zur Klauenkupplung wirkt.
  • Die tangentiale Kraftübertragung der Rückstellkraft bzw. der Federkraft der elastisch verformbaren Elemente bewirkt somit eine effektive Kraftübertragung von dem ersten Kupplungselement auf das zweite Kupplungselement der Klauenkupplung.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei Drehung des ersten Kupplungselements in eine erste Drehrichtung eine in der ersten Drehrichtung benachbart zu den jeweiligen Klauen des ersten Kupplungselements angeordnete erste Anzahl von elastisch verformbaren Elementen dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment auf die in der ersten Drehrichtung benachbart zu der ersten Anzahl von elastisch verformbaren Elementen angeordneten Klauen des zweiten Kupplungselements zu übertragen.
  • Bei Drehung des ersten Kupplungselements in der ersten Drehrichtung werden somit folglich lediglich die Hälfte der vorhandenen elastisch verformbaren Elemente komprimiert, wobei die andere Hälfte der elastisch verformbaren Elemente somit folglich expandieren.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei Drehung des ersten Kupplungselements in eine zweite Drehrichtung eine in der zweiten Drehrichtung benachbart zu den jeweiligen Klauen des ersten Kupplungselements angeordnete zweite Anzahl von elastisch verformbaren Elementen dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment auf die in der zweiten Drehrichtung benachbart zu der zweiten Anzahl von elastisch verformbaren Elementen angeordneten Klauen des zweiten Kupplungselements zu übertragen.
  • Bei Drehung des ersten Kupplungselements in der zweiten Drehrichtung werden somit folglich lediglich die Hälfte der vorhandenen elastisch verformbaren Elemente komprimiert, wobei die andere Hälfte der elastisch verformbaren Elemente somit folglich expandieren.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Kupplungselement einen inneren zylindrischen Abschnitt und einen äußeren zylindrischen Abschnitt aufweist, zwischen welchen die Getriebeeingangswelle drehfest eingefügt, insbesondere geklemmt, ist, und wobei die Mehrzahl von Klauen des ersten Kupplungselements am äußeren zylindrischen Abschnitt angeordnet sind und sich radial nach außen erstrecken. Das erste Kupplungselement weist somit in vorteilhafter Weise kompakte axiale Abmessungen auf.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das zweite Kupplungselement einen ringförmigen Abschnitt aufweist, von welchem sich die Mehrzahl von Klauen radial nach innen erstrecken, wobei das erste Kupplungselement in das zweite Kupplungselement, insbesondere in einen in dem zweiten Kupplungselement ausgebildeten Hohlraum, eingefügt ist.
  • Das zweite Kupplungselement weist somit ebenfalls geringe axiale Abmessungen auf und trägt durch das Umschließen und Zusammenwirken mit dem ersten Kupplungselement für kompakte axiale Abmessungen der Klauenkupplung bei.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Klauen des ersten Kupplungselements und die Klauen des zweiten Kupplungselements derart geformt sind, dass ein Abstand zwischen jeweils benachbart zueinander angeordneten axialen Flächen des ersten Kupplungselements und des zweiten Kupplungselements entlang ihrer radialen Länge konstant ist.
  • Damit kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass eine Komprimierung bzw. ein Zusammendrücken der elastisch verformbaren Elemente gleichmäßig erfolgt und somit ebenfalls eine gleichmäßige Drehmomentübertragung von dem ersten Kupplungselement auf das zweite Kupplungselement stattfindet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Kupplungselement einen ersten Axialabschnitt zur Aufnahme der elastisch verformbaren Elemente und einen zum ersten Axialabschnitt benachbart angeordneten zweiten Axialabschnitt aufweist, wobei der zweite Axialabschnitt eine Mehrzahl von radialen Vorsprüngen, insbesondere Klauen, aufweist, welche jeweils axial benachbart zu den im ersten Axialabschnitt zwischen benachbarten Klauen des ersten Kupplungselements und des zweiten Kupplungselements eingefügten elastisch verformbaren Elementen angeordnet sind.
  • Der zweite Axialabschnitt des ersten Kupplungselements weist in vorteilhafter Weise eine weitere Funktion, nämlich die Bereitstellung eines mechanischen Endanschlags, auf.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das zweite Kupplungselement einen ersten Axialabschnitt zur Aufnahme der elastisch verformbaren Elemente und einen zum ersten Axialabschnitt benachbart angeordneten zweiten Axialabschnitt aufweist, wobei der zweite Axialabschnitt eine Mehrzahl von Aussparungen aufweist, in welche die jeweiligen radialen Vorsprünge des ersten Kupplungselements eingefügt sind.
  • Somit kann in vorteilhafter Weise durch das Zusammenwirken der radialen Vorsprünge des ersten Kupplungselements mit den entsprechenden Aussparungen des zweiten Kupplungselements ein mechanischer Endanschlag der Klauenkupplung in die erste Drehrichtung sowie die zweite Drehrichtung der Getriebeeingangswelle bereitgestellt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen axialen Flächen einer jeweiligen Aussparung des zweiten Kupplungselements und benachbarten axialen Flächen des darin eingefügten radialen Vorsprungs des ersten Kupplungselements ein Spalt gebildet ist, wobei die axialen Flächen der jeweiligen Aussparung des zweiten Kupplungselements einen mechanischen Endanschlag für die jeweiligen radialen Vorsprünge des ersten Kupplungselements bilden, falls eine Kompression des jeweiligen elastisch verformbaren Elements größer als eine Abmessung des Spalts ist. Hierdurch kann der mechanische Endanschlag in beide Drehrichtungen bereitgestellt werden, welcher in vorteilhafter Weise bei Beaufschlagen der Getriebeeingangswelle und/oder der Getriebeausgangswelle mit einem zu hohen Drehmoment Anwendung findet.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass an der Getriebeausgangswelle eine mit der Getriebeausgangswelle wirkverbundene elektrische Maschine angeordnet ist, welche dazu eingerichtet ist, die Getriebeausgangswelle mit einem vorgegebenen Drehmoment zu beaufschlagen. Aufgrund dessen, dass die elektrische Maschine unmittelbar benachbart zu der Klauenkupplung angeordnet ist, trägt dies ebenfalls in vorteilhafter Weise zu einer kompakten Abmessung des Lenkgetriebes bei.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Getriebeausgangswelle an einem Außenumfang des zweiten Kupplungselements befestigt, insbesondere mit dem zweiten Kupplungselement verpresst, ist. Die Getriebeeingangswelle ist somit in vorteilhafter Weise an einem inneren Abschnitt der Klauenkupplung und die Getriebeausgangswelle an einem äußeren Abschnitt der Klauenkupplung befestigt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle hohl ausgebildet sind, und wobei eine Dämpfungscharakteristik der Mehrzahl elastisch verformbarer Elemente, insbesondere eine Federcharakteristik der Mehrzahl von Federelementen, linear ist.
  • Somit kann zum einen in vorteilhafter Weise ein Volumen innerhalb der Getriebeeingangswelle und/oder der Getriebeausgangswelle für andere Zwecke genutzt werden. Des Weiteren ermöglicht die lineare Dämpfungscharakteristik bzw. Federcharakteristik eine sichere und reproduzierbare Messung bzw. ein Abgreifen eines auf die Getriebeeingangswelle und/oder Getriebeausgangswelle beaufschlagten Drehmoments durch einen entsprechenden Drehmomentsensor.
  • Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
  • 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.
  • Figurenliste
  • 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.
  • 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.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Längsschnittansicht eines Lenkgetriebes für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Klauenkupplung des Lenkgetriebes für das Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    • 3 eine schematische Darstellung der Klauenkupplung des Lenkgetriebes für das Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    • 4 eine vergrößerte Detailansicht einer Klaue eines zweiten Kupplungselements der Klauenkupplung des Lenkgetriebes für das Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    • 5 eine Querschnittsansicht der Klauenkupplung des Lenkgetriebes für das Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
    • 6 eine schematische Darstellung der Klauenkupplung des Lenkgetriebes für das Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • 1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Lenkgetriebes für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Das Lenkgetriebe 1 für das Lenksystem des Kraftfahrzeugs weist eine Getriebeeingangswelle 10 auf, welche an einem ersten axialen Endabschnitt 10a mit einer Lenkspindel drehfest verbunden ist.
  • Das Lenkgetriebe 1 weist des Weiteren eine Getriebeausgangswelle 12 auf. Ferner weist das Lenkgetriebe 1 eine Klauenkupplung 14 zum Übertragen eines Drehmoments von der Getriebeeingangswelle 10 auf die Getriebeausgangswelle 12 auf. Die Getriebeeingangswelle 10 ist an einem zweiten axialen Endabschnitt 10b mit der Klauenkupplung 14 verbunden. Die Getriebeeingangswelle 10 und die Getriebeausgangswelle 12 sind ferner hohl ausgebildet.
  • An der Getriebeausgangswelle 12 ist des Weiteren eine mit der Getriebeausgangswelle 12 wirkverbundene elektrische Maschine 30 angeordnet. Die elektrische Maschine 30 ist dazu eingerichtet, die Getriebeausgangswelle 12 mit einem vorgegebenen Drehmoment zu beaufschlagen.
  • Die Getriebeausgangswelle 12 ist ferner an einem Außenumfang 18k der Klauenkupplung 14 befestigt, insbesondere mit diesem verpresst.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Klauenkupplung des Lenkgetriebes für das Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Klauenkupplung 14 weist ein erstes Kupplungselement 16 und ein zweites Kupplungselement 18 auf. Die in 2 nicht gezeigte Getriebeeingangswelle 10 ist an ihrem zweiten axialen Endabschnitt 10b mit dem eine Mehrzahl von Klauen 16a, 16b, 16c, 16d aufweisenden ersten Kupplungselement 16 der Klauenkupplung 14 drehfest verbunden.
  • Die (in 2 nicht gezeigte) Getriebeausgangswelle 12 ist an einem ersten axialen Endabschnitt 12a mit dem eine Mehrzahl von Klauen 18a, 18b, 18c, 18d aufweisenden zweiten Kupplungselement 18 der Klauenkupplung 14 drehfest verbunden.
  • Zwischen benachbarten Klauen 16a, 18a, 16b, 18b, 16c, 18c, 16d, 18d des ersten Kupplungselements 16 und des zweiten Kupplungselements 18 der Klauenkupplung 14 ist jeweils ein elastisch verformbares Element 20a, 20b eingefügt.
  • Das elastisch verformbare Element 20a, 20b ist vorzugsweise durch ein Federelement, insbesondere eine Schraubenfeder, ausgebildet. Alternativ kann das elastisch verformbare Element 20a, 20b beispielsweise durch ein elastisch verformbares Material, insbesondere Elastomer oder Kautschuk, ausgebildet sein.
  • Die Mehrzahl von elastisch verformbaren Elementen 20a, 20b ist dazu ausgebildet, ein Drehmoment von dem ersten Kupplungselement 16 auf das zweite Kupplungselement 18 zu übertragen.
  • Eine Rückstellkraft der elastisch verformbaren Elemente 20a, 20b, insbesondere eine Federkraft der Federelemente, wirkt hierbei tangential zu der Klauenkupplung 14.
  • Bei Drehung des ersten Kupplungselements 16 in eine erste Drehrichtung R1 ist eine in der ersten Drehrichtung R1 benachbart zu den jeweiligen Klauen 16a, 16b, 16c, 16d des ersten Kupplungselements 16 angeordnete erste Anzahl von elastisch verformbaren Elementen 20a dazu ausgebildet, ein Drehmoment auf die in der ersten Drehrichtung R1 benachbart zu der ersten Anzahl von elastisch verformbaren Elementen 20a angeordneten Klauen 18a, 18b, 18c, 18d des zweiten Kupplungselements 18 zu übertragen.
  • Bei Drehung des ersten Kupplungselements 16 in eine zweite Drehrichtung R2 ist eine in der zweiten Drehrichtung R2 benachbart zu den jeweiligen Klauen 16a, 16b, 16c, 16d des ersten Kupplungselements 16 angeordnete zweite Anzahl von elastisch verformbaren Elementen 20b dazu ausgebildet, ein Drehmoment auf die in der zweiten Drehrichtung R2 benachbart zu der zweiten Anzahl von elastisch verformbaren Elementen 20b angeordneten Klauen 18a, 18b, 18c, 18d des zweiten Kupplungselements 18 zu übertragen.
  • Das erste Kupplungselement 16 weist einen inneren zylindrischen Abschnitt 22 und einen äußeren zylindrischen Abschnitt 24 auf. Zwischen dem inneren zylindrischen Abschnitt 22 und dem äußeren zylindrischen Abschnitt 24 ist die (in 2 nicht gezeigte) Getriebeeingangswelle 10 drehfest eingefügt bzw. geklemmt.
  • Die Mehrzahl von Klauen 16a, 16b, 16c, 16d des ersten Kupplungselements 16 sind am äußeren zylindrischen Abschnitt 24 angeordnet und erstrecken sich radial nach außen.
  • Das zweite Kupplungselement 18 weist einen ringförmigen Abschnitt 26 auf. Von dem ringförmigen Abschnitt 26 erstrecken sich die Mehrzahl von Klauen 18a, 18b, 18c, 18d radial nach innen.
  • Das erste Kupplungselement 16 ist in das zweite Kupplungselement 18, insbesondere in einen in dem zweiten Kupplungselement 18 ausgebildeten Hohlraum, eingefügt.
  • Die Mehrzahl elastisch verformbarer Elemente weisen ferner eine lineare Dämpfungscharakteristik auf. Insbesondere weisen die Mehrzahl von Federelementen eine lineare Federcharakteristik auf.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung der Klauenkupplung des Lenkgetriebes für das Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • In der vorliegenden Darstellung ist eine Drehung der (in 3 nicht dargestellten) Getriebeeingangswelle 10 und eine damit verbundene Drehung der Klauenkupplung 14 in der ersten Drehrichtung R1 gezeigt.
  • Aufgrund des durch die Getriebeeingangswelle 10 auf das erste Kupplungselement 16 angewandten Drehmoments erfolgt somit eine Kompression der ersten Anzahl von elastisch verformbaren Elementen 20a und eine Expansion der zweiten Anzahl von elastisch verformbaren Elementen 20b.
  • Die erste Anzahl von elastisch verformbaren Elementen 20a überträgt somit das Drehmoment auf das zweite Kupplungselement 18, welches wiederum das Drehmoment auf die Getriebeausgangswelle 12, die in 3 nicht dargestellt ist, überträgt.
  • 4 zeigt eine vergrößerte Detailansicht einer Klaue eines zweiten Kupplungselements der Klauenkupplung des Lenkgetriebes für das Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Die beispielhaft dargestellte Klaue 18a weist an einer ihrer axialen Flächen eine Vertiefung bzw. Aussparung 28 auf. Die Aussparung 28 ist derart ausgebildet, dass diese an eine Form eines elastisch verformbaren Elements angepasst ist und dieses somit aufnehmen kann.
  • 5 zeigt eine Querschnittsansicht der Klauenkupplung des Lenkgetriebes für das Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Das erste Kupplungselement 16 weist einen ersten Axialabschnitt 16e auf. Der erste Axialabschnitt 16e dient der Aufnahme der elastisch verformbaren Elemente. Ferner weist das erste Kupplungselement 16 einen zum ersten Axialabschnitt 16e benachbart angeordneten zweiten Axialabschnitt 16f auf.
  • Der zweite Axialabschnitt 16f weist eine Mehrzahl von in 5 teilweise dargestellten radialen Vorsprüngen, insbesondere Klauen, auf, welche jeweils axial benachbart zu den im ersten Axialabschnitt 16e zwischen benachbarten Klauen des ersten Kupplungselements 16 und des zweiten Kupplungselements 18 eingefügten elastisch verformbaren Elementen angeordnet sind.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung der Klauenkupplung des Lenkgetriebes für das Lenksystem des Kraftfahrzeugs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Klauen 16a, 16b, 16c, 16d des ersten Kupplungselements 16 und die Klauen 18a, 18b, 18c, 18d des zweiten Kupplungselements 18 sind derart geformt, dass ein Abstand A zwischen jeweils benachbart zueinander angeordneten axialen Flächen des ersten Kupplungselements 16 und des zweiten Kupplungselements 18 entlang ihrer radialen Länge konstant ist.
  • Das zweite Kupplungselement 18 weist einen ersten Axialabschnitt 18e zur Aufnahme der elastisch verformbaren Elemente 20a, 20b und einen zum ersten Axialabschnitt 18e benachbart angeordneten zweiten Axialabschnitt 18f auf.
  • Der zweite Axialabschnitt 18f weist eine Mehrzahl von Aussparungen 18g, 18h, 18i, 18j auf, in welche die jeweiligen radialen Vorsprünge 16g, 16h, 16i, 16j des ersten Kupplungselements 16 eingefügt sind.
  • Zwischen axialen Flächen 18g1, 18g2, 18h1, 18h2, 18i1, 18i2, 18j1, 18j2 einer jeweiligen Aussparung 18g, 18h, 18i, 18j des zweiten Kupplungselements 18 und benachbarten axialen Flächen 16g1, 16g2, 16h1, 16h2, 16i1, 16i2, 16j1, 16j2 des darin eingefügten radialen Vorsprungs 16g, 16h, 16i, 16j des ersten Kupplungselements 16 ist ein Spalt gebildet.
  • Die axialen Flächen 18g1, 18g2, 18h1, 18h2, 18i1, 18i2, 18j1, 18j2 der jeweiligen Aussparung 18g, 18h, 18i, 18j des zweiten Kupplungselements 18 bilden einen mechanischen Endanschlag für die jeweiligen radialen Vorsprünge 16g, 16h, 16i, 16j des ersten Kupplungselements 16, falls eine Kompression des jeweiligen elastisch verformbaren Elements 20a, 20b größer als eine Abmessung des Spalts ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013105219 A1 [0006]

Claims (14)

  1. Lenkgetriebe (1) für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, mit einer Getriebeeingangswelle (10), welche an einem ersten axialen Endabschnitt (10a) mit einer Lenkspindel (11) drehfest verbunden ist; mit einer Getriebeausgangswelle (12); und mit einer Klauenkupplung (14) zum Übertragen eines Drehmoments von der Getriebeeingangswelle (10) auf die Getriebeausgangswelle (12), wobei die Getriebeeingangswelle (10) an einem zweiten axialen Endabschnitt (10b) mit einem eine Mehrzahl von Klauen (16a, 16b, 16c, 16d) aufweisenden ersten Kupplungselement (16) der Klauenkupplung (14) drehfest verbunden ist, wobei die Getriebeausgangswelle (12) an einem ersten axialen Endabschnitt (12a) mit einem eine Mehrzahl von Klauen (18a, 18b, 18c, 18d) aufweisenden zweiten Kupplungselement (18) der Klauenkupplung (14) drehfest verbunden ist, und wobei zwischen benachbarten Klauen (16a, 18a, 16b, 18b, 16c, 18c, 16d, 18d) des ersten Kupplungselements (16) und des zweiten Kupplungselements (18) der Klauenkupplung (14) jeweils ein elastisch verformbares Element (20a, 20b) eingefügt ist.
  2. Lenkgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Element (20a, 20b) durch ein Federelement, insbesondere eine Schraubenfeder, oder ein elastisch verformbares Material, insbesondere Elastomer oder Kautschuk, ausgebildet ist.
  3. Lenkgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von elastisch verformbaren Elementen (20a, 20b) dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment von dem ersten Kupplungselement (16) auf das zweite Kupplungselement (18) zu übertragen, wobei eine Rückstellkraft (F) der elastisch verformbaren Elemente (20a, 20b), insbesondere eine Federkraft der Federelemente, tangential zur Klauenkupplung (14) wirkt.
  4. Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Drehung des ersten Kupplungselements (16) in eine erste Drehrichtung (R1) eine in der ersten Drehrichtung (R1) benachbart zu den jeweiligen Klauen (16a, 16b, 16c, 16d) des ersten Kupplungselements (16) angeordnete erste Anzahl von elastisch verformbaren Elementen (20a) dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment auf die in der ersten Drehrichtung (R1) benachbart zu der ersten Anzahl von elastisch verformbaren Elementen (20a) angeordneten Klauen (18a, 18b, 18c, 18d) des zweiten Kupplungselements (18) zu übertragen.
  5. Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Drehung des ersten Kupplungselements (16) in eine zweite Drehrichtung (R2) eine in der zweiten Drehrichtung (R2) benachbart zu den jeweiligen Klauen (16a, 16b, 16c, 16d) des ersten Kupplungselements (16) angeordnete zweite Anzahl von elastisch verformbaren Elementen (20b) dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment auf die in der zweiten Drehrichtung (R2) benachbart zu der zweiten Anzahl von elastisch verformbaren Elementen (20b) angeordneten Klauen (18a, 18b, 18c, 18d) des zweiten Kupplungselements (18) zu übertragen.
  6. Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (16) einen inneren zylindrischen Abschnitt (22) und einen äußeren zylindrischen Abschnitt (24) aufweist, zwischen welchen die Getriebeeingangswelle (10) drehfest eingefügt, insbesondere geklemmt ist, und wobei die Mehrzahl von Klauen (16a, 16b, 16c, 16d) des ersten Kupplungselements (16) am äußeren zylindrischen Abschnitt (24) angeordnet sind und sich radial nach außen erstrecken.
  7. Lenkgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kupplungselement (18) einen ringförmigen Abschnitt (26) aufweist, von welchem sich die Mehrzahl von Klauen (18a, 18b, 18c, 18d) radial nach innen erstrecken, wobei das erste Kupplungselement (16) in das zweite Kupplungselement (18), insbesondere in einen in dem zweiten Kupplungselement (18) ausgebildeten Hohlraum, eingefügt ist.
  8. Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauen (16a, 16b, 16c, 16d) des ersten Kupplungselements (16) und die Klauen (18a, 18b, 18c, 18d) des zweiten Kupplungselements (18) derart geformt sind, dass ein Abstand (A) zwischen jeweils benachbart zueinander angeordneten axialen Flächen des ersten Kupplungselements (16) und des zweiten Kupplungselements (18) entlang ihrer radialen Länge konstant ist.
  9. Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungselement (16) einen ersten Axialabschnitt (16e) zur Aufnahme der elastisch verformbaren Elemente (20a, 20b) und einen zum ersten Axialabschnitt (16e) benachbart angeordneten zweiten Axialabschnitt (16f) aufweist, wobei der zweite Axialabschnitt (16f) eine Mehrzahl von radialen Vorsprüngen (16g, 16h, 16i, 16j), insbesondere Klauen aufweist, welche jeweils axial benachbart zu den im ersten Axialabschnitt (16e) zwischen benachbarten Klauen (16a, 18a, 16b, 18b, 16c, 18c, 16d, 18d) des ersten Kupplungselements (16) und des zweiten Kupplungselements (18) eingefügten elastisch verformbaren Elementen (20a, 20b) angeordnet sind.
  10. Lenkgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kupplungselement (18) einen ersten Axialabschnitt (18e) zur Aufnahme der elastisch verformbaren Elemente (20a, 20b) und einen zum ersten Axialabschnitt (18e) benachbart angeordneten zweiten Axialabschnitt (18f) aufweist, wobei der zweite Axialabschnitt (18f) eine Mehrzahl von Aussparungen (18g, 18h, 18i, 18j) aufweist, in welche die jeweiligen radialen Vorsprünge (16g, 16h, 16i, 16j) des ersten Kupplungselements (16) eingefügt sind.
  11. Lenkgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen axialen Flächen (18g1, 18g2, 18h1, 18h2, 18i1, 18i2, 18j1, 18j2) einer jeweiligen Aussparung (18g, 18h, 18i, 18j) des zweiten Kupplungselements (18) und benachbarten axialen Flächen (16g1, 16g2, 16h1, 16h2, 16i1, 16i2, 16j1, 16j2) des darin eingefügten radialen Vorsprungs (16g, 16h, 16i, 16j) des ersten Kupplungselements (16) ein Spalt gebildet ist, wobei die axialen Flächen (18g1, 18g2, 18h1, 18h2, 18i1, 18i2, 18j1, 18j2) der jeweiligen Aussparung (18g, 18h, 18i, 18j) des zweiten Kupplungselements (18) einen mechanischen Endanschlag für die jeweiligen radialen Vorsprünge (16g, 16h, 16i, 16j) des ersten Kupplungselements (16) bilden, falls eine Kompression des jeweiligen elastisch verformbaren Elements (20a, 20b) größer als eine Abmessung des Spalts ist.
  12. Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Getriebeausgangswelle (12) eine mit der Getriebeausgangswelle (12) wirkverbundene elektrische Maschine (30) angeordnet ist, welche dazu eingerichtet ist, die Getriebeausgangswelle (12) mit einem vorgegebenen Drehmoment zu beaufschlagen.
  13. Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeausgangswelle (12) an einem Außenumfang (18k) des zweiten Kupplungselements (18) befestigt, insbesondere mit dem zweiten Kupplungselement (18) verpresst ist.
  14. Lenkgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (10) und die Getriebeausgangswelle (12) hohl ausgebildet sind, und wobei eine Dämpfungscharakteristik der Mehrzahl elastisch verformbarer Elemente (20a, 20b), insbesondere eine Federcharakteristik der Mehrzahl von Federelementen, linear ist.
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