DE102020214840A1 - Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit schwenkelastischer Kupplung - Google Patents

Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit schwenkelastischer Kupplung Download PDF

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Abstract

Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse (1), einem Zahnrad (2), einer damit kämmenden Schneckenverzahnung (4), einer die Schneckenverzahnung (4) umfassenden Schnecke (3) und einem Lenkmotor (5), wobei eine Abtriebswelle (6) des Lenkmotors (5) mit der Schnecke (3) drehfest verbunden ist und wobei die Verbindung der Abtriebswelle (6) mit der Schnecke (3) mittels einer Kupplung (7) erfolgt, die ein Schwenken der Schnecke (3) um eine senkrecht zu der Rotationsachse (23) der Abtriebswelle 6 ausgerichtete Schwenkachse (26) ermöglicht, wobei die Kupplung (7) eine Federung (11) integriert, die bei einem Schwenken der Schnecke (3) elastisch deformiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug.
  • Bei den meisten Kraftfahrzeugen werden Hilfskraftlenksysteme verbaut, die beim Lenken ein unterstützendes Drehmoment erzeugen und dadurch das von dem Fahrer auf die Lenksäule aufzubringende Lenkmoment reduzieren.
  • Bekannte elektrischen Hilfskraftlenksysteme basieren auf einem Lenkgetriebe, das die Antriebsleistung eines elektrischen Lenkmotors übersetzt und auf beispielsweise die Lenksäule oder Zahnstange überträgt. Derartige Lenkgetriebe sind regelmäßig in Form eines Schraubwälzgetriebes und insbesondere als Schraubradgetriebe oder Schneckengetriebe ausgestaltet. Diese umfassen ein Zahnrad, das direkt oder indirekt mit der Lenksäule oder einem Abtriebsritzel an der Lenkung verbunden ist, sowie eine damit kämmende, von dem Lenkmotor angetriebene Schnecke.
  • Als problematisch bei derartigen Lenkgetrieben hat sich Getriebespiel gezeigt, das sich aufgrund von Bauteiltoleranzen, unterschiedlichen Wärmedehnungen der Getriebeelemente, aufgrund von Verschleiß, aufgrund eines Setzens des Materials (bei Zahnrädern aus Kunststoff) und aufgrund der Rundschlagtoleranzen von Schnecke und Zahnrad ausbildet. Insbesondere bei einem sogenannten Wechsellenken, d.h. bei einem direkt aufeinander folgenden Lenken mit wechselnder Lenkeinschlagsrichtung, kann ein solches Getriebespiel unerwünschte Geräusche erzeugen, die aus dem abwechselnden Anlegen sich gegenüberliegender Flanken der Zähne von Schnecke und Zahnrad resultieren.
  • Bekannt ist, dieses Getriebespiel dadurch zu minimieren, dass die Schnecke schwenkbar um eine Achse, die senkrecht zu der Längsachse der Schneckenwelle und in einem Abstand zu dem Verzahnungseingriff von Schnecke und Zahnrad verläuft, gelagert ist und mittels eines oder mehrerer Federelemente gegen das Zahnrad gedrückt wird. Die Schwenkbarkeit der Schnecke wird dabei regelmäßig in eine von zwei Lagerungen, über die die Schnecke endseitig gelagert ist, integriert. Diese Lagerung wird als „Festlager“ bezeichnet. Die Lagerung im Bereich des anderen Endes ist dann mit einer definierten Beweglichkeit ausgeführt (sogenanntes „Loslager“), um die durch die Schwenkbewegung hervorgerufene Auslenkung zu ermöglichen. Das Festlager kann insbesondere antriebsseitig vorgesehen sein, während das Loslager an dem freien Ende der Schnecke vorgesehen ist. Das oder die Federelemente zum Andrücken der Schnecke an das Zahnrad können dabei sowohl in das Loslager als auch in das Festlager integriert sein.
  • Ein Lenkgetriebe, bei dem die Federkraft für die Anfederung der Schnecke mittels des Festlagers erzeugt wird, ist beispielsweise aus der DE 10 2017 209 563 A1 bekannt. Bei diesem Lenkgetriebe ist vorgesehen, das Wälzlager, das die Schnecke im Bereich des Festlagers aufnimmt, außenseitig in einer Schwenkbuchse zu lagern. Die Schwenkbuchse umfasst eine Lagerbuchse, die das Wälzlager aufnimmt, und einen Außenring, der in einem Gehäuse des Lenkgetriebes gehalten ist, wobei der Außenring und die Lagerbuchse über Torsionsstege verbunden sind, die bei einem Verdrehen des Außenrings zu der Lagerbuchse tordiert werden. Nach der Montage des Lenkgetriebes sind die Torsionsstege derart tordiert, dass die dadurch erzeugte elastische Rückstellwirkung die Anfederung der Schnecke bewirkt.
  • Die aus der DE 10 2017 209 563 A1 bekannte Lagerung der Schnecke ist mit relativ hohen Herstellungskosten verbunden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenksystem dahingehend zu verbessern, dass eine kostengünstige Herstellung möglich ist.
  • Diese Aufgabe ist bei einem Lenksystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Lenksystems sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
  • Ein erfindungsgemäßes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug umfasst zumindest ein (ein- oder mehrteiliges) Gehäuse, ein Zahnrad, eine mit dem Zahnrad kämmende-Schnecke und einen elektrisch wirkenden Lenkmotor wobei eine Abtriebswelle des Lenkmotors mit der Schnecke drehfest verbunden ist. Das Zahnrad des Lenksystems kann drehfest oder drehantreibend mit einer Lenkwelle oder Zahnstange verbunden sein. Vorgesehen ist, dass die Verbindung der Abtriebswelle des Lenkmotors mit der Schnecke mittels einer Kupplung erfolgt, die ein Schwenken der Schnecke um eine senkrecht zu der Rotationsachse der Abtriebswelle ausgerichtete Schwenkachse ermöglicht, wobei die Kupplung eine Federung integriert, die bei einem Schwenken der Schnecke elastisch deformiert wird. Dadurch kann die Federung eine Rückstellkraft bereitstellen, durch die die Schnecke gegen das Zahnrad gedrückt wird, um Getriebespiel zu eliminieren oder zumindest zu minimieren.
  • Durch die Integration der Funktionalität hinsichtlich der Schwenkbarkeit sowie der elastischen Rückstellkräfte für die Schnecke in die Kupplung kann ein Radiallager, das zwischen der Schneckenverzahnung und der Kupplung angeordnet ist, relativ einfach und damit kostengünstig ausgestaltet sein, oder es kann, besonders bevorzugt, auf ein solches Radiallager verzichtet werden, so dass die Schnecke dann zwischen der Schneckenverzahnung und der Kupplung radiallagerungsfrei ausgestaltet ist. Durch einen solchen Verzicht auf ein Radiallager in dem Bereich zwischen der Schneckenverzahnung und der Kupplung kann eine besonders kostengünstige Ausgestaltung des Lenksystems realisiert werden. Eine ausreichende radiale Abstützung der Schnecke kann dann über die Kupplung mittels des Lenkmotors beziehungsweise mittels eines entsprechenden Radiallagers des Lenkmotors erfolgen. Dazu kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass dieses Radiallagers des Lenkmotors, das zur Abstützung der Abtriebswelle des Lenkmotors eingerichtet ist, in einer möglichst geringen Entfernung zu der Kupplung angeordnet ist.
  • Eine in konstruktiver Hinsicht vorteilhafte Ausgestaltungsform der Kupplung umfasst zwei scheibenförmige Kupplungselemente, zwischen denen die Federung angeordnet ist. Die scheibenförmigen Kupplungselemente, die vorzugsweise eine kreisförmige Außenkontur aufweisen, können dabei insbesondere eine exakt radiale Ausrichtung bezüglich der Rotationsachse der jeweils zugeordneten Welle, d.h. einerseits der Abtriebswelle des Lenkmotors und andererseits der Schnecke, aufweisen.
  • „Scheibenförmig“ ist ein Kupplungselement, wenn dessen (sämtlichen) radialen (d.h. senkrecht zu der Rotationsachse der jeweils zugeordneten Welle ausgerichteten) Erstreckungen jeweils mindestens das Doppelte, vorzugsweise mindestens das Fünffache oder Zehnfache der (maximalen) axialen (d.h. entlang der Rotationsachse der jeweils zugeordneten Welle verlaufenden) Erstreckung entspricht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann vorgesehen sein, dass die Federung eine Wellfeder und/oder eine Tellerfeder und/oder eine Elastomerfeder umfasst. Eine solche Wellfeder und/oder eine solche Tellerfeder können dabei insbesondere aus einem oder mehreren Metallen ausgestaltet sein, wodurch bei relativ geringen Herstellungskosten hohe Festlichkeiten und Temperaturbeständigkeiten sowie verlässliche Federungseigenschaften in einem relativ breiten Betriebstemperaturbereich (z.B. zwischen -40°C und +120°C) realisiert werden können.
  • Die bevorzugt vorgesehene Ausgestaltung der Kupplung mit zwei scheibenförmigen Kupplungselementen kann besonders vorteilhaft mit Federungselementen, die ebenfalls (ring-)scheibenförmig ausgestaltet sind oder zumindest vorteilhaft derart ausgestaltet werden können, wie insbesondere Well- oder Tellerfeder, kombiniert werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann vorgesehen sein, dass die Kupplungselemente mittels mindestens eines zusätzlichen Verbindungselements drehfest miteinander verbunden sind. Das Verbindungselement kann dabei insbesondere als Verbindungsbolzen ausgestaltet sein. Als „Bolzen“ wird dabei ein längliches Bauteil verstanden, dessen Erstreckung in Längsrichtung mindestens doppelt so groß wie jede der Erstreckungen entlang den zu der Längsachse senkrechten Körperachsen ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung eines solchen erfindungsgemäßen Lenksystems kann dann noch vorgesehen sein, dass die Verbindung mittels des mindestens einen Verbindungselements bezüglich der Schwenkachse spielbehaftet ausgestaltet ist, so dass die Schwenkbarkeit der Schnecke auch ohne (entsprechend weitgehende) Deformation des mindestens einen Verbindungselements möglich ist. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das mindestens eine Verbindungselement, das vorzugsweise in Form eines Verbindungsbolzens ausgestaltet ist, durch jeweils eine Durchgangsöffnung der scheibenförmigen Kupplungselemente hindurchgeführt ist, wobei die Durchgangsöffnungen zumindest abschnittsweise bezüglich des Umfangs des Verbindungsbolzens ein definiertes Übermaß aufweisen, um das gewünschte Spiel zu realisieren. Gleichzeitig kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Verbindung mittels des mindestens einen Verbindungselements bezüglich der Umfangsrichtung der Kupplungselemente möglichst spielfrei ausgestaltet ist, so dass eine Übertragung einer Antriebsleistung von dem Lenkmotor auf die Schnecke in den beiden Drehrichtungen möglichst spielfrei erfolgen kann.
  • Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Schnecke auf der von dem Lenkmotor beabstandeten Seite der Schneckenverzahnung in einem Loslager gelagert ist, das ein Drehlager (vorzugsweise ein Wälzlager, besonders bevorzugt ein Kugellager) umfasst, in dem die Schnecke aufgenommen ist, und das in einer Lagerhülse aufgenommen ist, wobei die Lagerhülse bezüglich einer radialen Bewegungsachse, die senkrecht zu der Schwenkachse ausgerichtet ist, derart elastisch ausgestaltet ist, dass ein Schwenken der Schnecke durch eine elastische Deformation der Lagerhülse möglich ist beziehungsweise zu einer elastischen Deformation der Lagerhülse führt. Dadurch kann ein relativ einfach ausgestaltetes Loslager realisiert werden, was sich wiederum vorteilhaft auf die Herstellungskosten eines entsprechenden erfindungsgemäßen Lenksystems auswirken kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung eines solchen erfindungsgemäßen Lenksystems kann zudem vorgesehen sein, dass zumindest im unbelasteten Zustand des Lenksystems, d.h. wenn von dem Lenkmotor keine Antriebsleistung erzeugt und auf die Schnecke übertragen wird, im Bereich der Bewegungsachse zumindest auf der von dem Zahnrad abgewandten Seite, vorzugsweise auf beiden Seiten, zwischen dem Drehlager und der Lagerhülse ein Freiraum ausgebildet ist. Dadurch kann sich der entsprechende Abschnitt der Schnecke bei einem Schwenken um die im Bereich der Kupplung liegende Schwenkachse relativ zu den in dem Bereich der Bewegungsachse gelegenen Abschnitten der Lagerhülse bewegen. Dies ermöglicht, die Lagerhülse selbst außenseitig bezüglich der Bewegungsachse möglichst unbeweglich innerhalb des Gehäuses zu lagern, wodurch eine vorteilhafte Abstützung der Schnecke mittels des Loslagers trotz der Gewährleistung der Schwenkbarkeit realisiert werden kann.
  • Weiterhin kann bevorzugt vorgesehen sein, dass im Bereich einer radialen Stützachse, die senkrecht zu der Bewegungsachse ausgerichtet ist, das Drehlager die Lagerhülse beidseitig kontaktiert, wodurch gewährleistet werden kann, dass ein Schwenken der Schnecke um die Schwenkachse zu einer Deformation der Lagerhülse des Loslagers führt. Auch kann die Lagerhülse dadurch eine Bewegung der Schnecke in Richtung der Stützachse vorteilhaft abstützen.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten weil konstruktiv einfachen Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, dass die Lagerhülse des Loslagers eine ovale und insbesondere elliptische Innen- und/oder Außenkontur aufweist und/oder aus einem ausreichend elastischen Material, insbesondere einem Elastomer, ausgestaltet ist.
  • Ein erfindungsgemäßes Lenksystem kann insbesondere als Hilfskraftlenksystem ausgestaltet sein, durch das mittels des Lenkmotors ein unterstützendes Drehmoment erzeugt werden kann, so dass ein Lenkmoment, das von einem Fahrer eines das Hilfskraftlenksystem umfassenden Kraftfahrzeugs für ein Lenken des Kraftfahrzeugs auf die Lenksäule oder Zahnstange aufzubringen ist, reduziert ist (ggf. temporär auch bis auf null). Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, das Lenksystem derart auszugestalten, dass von dem Lenkmotor (stets) das gesamte für ein Lenken erforderliche Lenkmoment erzeugt wird.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Lenksystem.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
    • 1: einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Lenksystem gemäß einer ersten Ausgestaltungsform;
    • 2: einen Querschnitt durch das Lenksystem gemäß der 1 entlang der Schnittebene II - II in der 1;
    • 3: die Kupplung des Lenksystems in einer Ansicht von vorne;
    • 4: eine alternative Ausgestaltung einer Kupplung für ein erfindungsgemäßes Lenksystem gemäß beispielsweise der 1 in einer Seitenansicht;
    • 5: die Kupplung gemäß der 4 in einer Ansicht von vorne;
    • 6: eine alternative Ausgestaltung einer Kupplung für ein erfindungsgemäßes Lenksystem gemäß beispielsweise der 1 in einer Seitenansicht; und
    • 7: die Kupplung gemäß der 6 in einer Ansicht von vorne.
  • Das in der 1 dargestellte Lenksystem für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Gehäuse 1, innerhalb dessen ein Zahnrad 2 sowie eine mit dem Zahnrad 2 im Verzahnungseingriff stehende Schnecke 3 gelagert sind. Die Schnecke 3 bildet hierfür in einem mittigen Abschnitt eine Schneckenverzahnung aus. Die Schnecke 3 ist um eine Rotationsachse 23 drehbar.
  • Das Zahnrad 2 ist drehfest mit einer Lenkwelle oder einem Abtriebsritzel 25 des Lenksystems verbunden.
  • Die Schnecke 3 weist ein antriebsseitiges Ende auf, über das diese mit der Abtriebswelle 6 eines elektrischen Lenkmotors 5 des Lenksystems drehfest verbunden ist, wobei diese Abtriebswelle 6 um eine Rotationsachse 24 drehbar gelagert ist. Die Verbindung zwischen der Abtriebswelle 6 und der Schnecke 3 erfolgt mittels einer Kupplung 7. Diese Kupplung 7 umfasst zwei scheibenförmige Kupplungselemente 8 mit jeweils kreisförmiger Außenkontur, wobei die scheibenförmigen Kupplungselemente 8 mittels jeweils eines Befestigungsflanschs 27 mit dem entsprechenden Ende der Abtriebswelle 6 oder der Schnecke 3 drehfest verbunden sind. Die Kupplungselemente 8 ihrerseits sind mittels mehrerer Verbindungsbolzen 9 miteinander verbunden, die sich jeweils durch Durchgangsöffnungen der Kupplungselemente 8 erstrecken und dadurch eine Übertragung einer (Rotations-)Antriebsleistung von der Abtriebswelle 6 des Lenkmotors 5 auf die Schnecke 3 ermöglichen. Konkret sind die Verbindungsbolzen 9 in Form von Nieten ausgestaltet, wobei diese jeweils durch zwei Nietköpfe 10 gegen ein Lösen aus den Durchgangsöffnungen der Kupplungselemente 8 gehindert sind. Die Aufnahme der Verbindungsbolzen 9 innerhalb der Durchgangsöffnungen ist derart definiert spielbehaftet dimensioniert, dass ein Kippen der Kupplungselemente 8 zueinander in einem definierten, wenn auch relativ geringem Maße möglich ist. Dadurch gewährleistet die Kupplung 7 ein Schwenken der Schnecke 3 um eine Schwenkachse 26, die im Bereich der Kupplung 7 angeordnet ist und die die Rotationachse 23 der Schnecke 3 und/oder die Rotationachse 24 der Abtriebswelle 6 in etwa senkrecht schneiden kann oder zumindest in der Nähe dieser Rotationsachsen 23, 24 verläuft. Die Schwenkachse 26 ist bezüglich des Lenksystems insgesamt im Wesentlichen feststehend, nämlich in etwa senkrecht bezüglich der Zeichenebene in der 1. Bezüglich der im Betrieb des Lenkmotors 5 rotierenden Kupplungselemente 8 ist die Anordnung der Schwenkachse 26 dagegen wandernd.
  • Die Kupplung 7 umfasst weiterhin eine Federung 11, die beispielsweise in Form einer scheibenförmigen Elastomerfeder 11a (vgl. 1 und 3), einer Wellfeder 11b (vgl. 4 und 5) oder einer Tellerfeder 11c (vgl. 6 und 7) ausgestaltet sein kann, wobei die Federung 11 beziehungsweise das entsprechende Federelement 11a, 11b, 11c zwischen den Kupplungselementen 8 angeordnet ist und bei einem Kippen der Kupplungselemente 8 zueinander lokal deformiert wird. Dadurch ermöglicht die Kupplung 7 nicht nur ein Schwenken der Schnecke 3 um die Schwenkachse 26 sondern bewirkt zudem eine Anfederung der Schnecke 3 gegen das Zahnrad 2 infolge von Rückstellkräften, die sich aus der elastischen Deformation der Federung 11 ergeben.
  • Ein Schwenken der Schnecke 3 bewirkt ein Auslenken von Abschnitten davon, wobei die Größe der Auslenkung mit zunehmenden Abstand von der Schwenkachse 26 zunimmt. Die Auslenkung ist folglich an dem von der Kupplung 7 abgewandten Ende der Schnecke 3 am größten, wobei die Schnecke 3 dort mittels eines Loslagers 12 innerhalb des Gehäuses 1 gelagert ist. Dieses Loslager 12 ist so ausgestaltet, dass es die sich aus einem Schwenken der Schnecke 3 um die Schwenkachse 26 ergebende Auslenkung dieses Endes der Schnecke 3 in Grenzen zulässt, ansonsten die Schnecke 3 jedoch in den radialen Richtungen in ausreichendem Maße abstützt. Neben diesem Loslager 12 ist für die Schnecke 3 keine weitere direkte Radiallagerung vorgesehen, so dass diese insbesondere auch in dem Abschnitt, der zwischen der Schneckenverzahnung 4 und der Kupplung 7 gelegen ist, radiallagerungsfrei ausgestaltet ist. Dieses antriebsseitige Ende der Schnecke 3 wird folglich über die Kupplung 7 an der Abtriebswelle 6 des Lenkmotors 5 (auch) radial abgestützt, wobei die Abtriebswelle 6 des Lenkmotors 5 selbst in einem Abschnitt, der unmittelbar an die Kupplung 7 angrenzt, in einem radial stützenden Drehlager 13 gelagert ist.
  • Das Loslager 12 umfasst ebenfalls ein Drehlager 14 in Form eines Kugellagers. In einem inneren Drehlagerring 15 dieses Drehlagers 14 ist ein Abschnitt der Schnecke 3 gelagert, während ein äußerer Drehlagerring 16 in einer Lagerbuchse 17 gelagert ist.
  • Die Lagerbuchse 17 ist vollständig aus einem Elastomer ausgestaltet und weist sowohl innenseitig als auch außenseitig ovale Umfangskonturen auf, wie dies aus der 2 ersichtlich ist. Die Dimensionierung der Lagerbuchse 17 ist dabei derart, dass im Bereich einer radialen Bewegungsachse 18 des Loslagers 12, entlang der eine Bewegung des Drehlagers 14 des Loslagers 12 sowie des darin aufgenommenen Abschnitts der Schnecke 3 bei einem Schwenken der Schnecke 3 um die Schwenkachse 26 erfolgt und die senkrecht zu der Schwenkachse 26 ausgerichtet ist, beidseitig zwischen der Außenseite des Drehlagers 13 und der Innenseite der Lagerhülse 17 ein Freiraum 19 ausgebildet ist. Im Bereich einer radialen Stützachse 20 des Loslagers 12, die senkrecht zu der Bewegungsachse 18 ausgerichtet ist und damit parallel zu der Schwenkachse 26 verläuft oder mit dieser zumindest eine Ebene definiert, kontaktiert das Drehlager 14 die Lagerhülse 17 dagegen beidseitig. Gleichzeitig kontaktiert die Außenseite der Lagerhülse 17 im Bereich der Bewegungsachse 18 einen Abschnitt der Wandung des Gehäuses 1, wobei die Wandung im Bereich der Lagerhülse 17 einen zylindrischen Verlauf aufweist, so dass im Bereich der Stützachse 20 ein Freiraum 21 zwischen der Außenseite der Lagerhülse 17 und der Wandung des Gehäuses 1 vorliegt.
  • In dem Verzahnungseingriff zwischen der Schneckenverzahnung 4 und dem Zahnrad 2 wirkende, in radialer Richtung bezüglich der Rotationsachse 22 des Zahnrads 2 nach außen gerichtete Kräfte, die auf die Schnecke 3 übertragen werden, führen, soweit dies durch das Loslager 12 zugelassen wird, zu einem geringfügigen Schwenken der Schnecke 3 um die im Bereich der Federung 11 der Kupplung 7 verlaufende Schwenkachse 26. Die daraus resultierende elastische Deformation der Federung 11 der Kupplung 7 führt zu den bereits erwähnten Rückstellkräften, die diesem Schwenken entgegenwirken.
  • Ein Schwenken der Schnecke 3 und damit ein Bewegen des Drehlagers 14 des Loslagers 12 in einer der entlang der Bewegungsachse 18 führenden Richtungen führt weiterhin dazu, dass der in der entsprechenden Richtung liegende Freiraum 19, der zwischen dem Drehlager 14 und der Lagerhülse 17 des Loslagers 12 ausgebildet ist, verkleinert wird, wobei durch den beidseitigen Kontakt des Drehlagers 14 im Bereich der Stützachse 20 in Verbindung mit der ovalen Form die Lagerhülse 17 im Bereich der Stützachse 20 aufgeweitet wird, so dass auch mittels des Loslagers 12 eine dem Schwenken der Schnecke 3 entgegenwirkende Rückstellkraft bereitgestellt wird.
  • Um ein möglichst vorteilhaftes akustisches Betriebsverhalten des Lenksystems zu realisieren, ist die Schnecke 3 angefedert gelagert, d.h. diese wird auch im Nichtbetrieb des Lenkmotors 5 federbelastet gegen das Zahnrad 2 gedrückt. Diese Federbelastung ergibt sich daraus, dass bei der Montage des Lenksystems die Schnecke 3 soweit infolge eines Kontakts mit dem Zahnrad 2 ausgelenkt wird, dass sich im montierten und unbelasteten Zustand des Lenksystems (d.h. im Nichtbetrieb des Lenkmotors) eine elastische Deformation der Federung 11 der Kupplung 7 ergibt, wodurch die Rückstellkräfte, die aus dieser Deformation resultieren, der Auslenkung der Schnecke 3 entgegenwirken und diese somit gegen das Zahnrad 2 drücken.
  • 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 102017209563 A1 [0006, 0007]

Claims (10)

  1. Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse (1), einem Zahnrad (2), einer damit kämmenden Schneckenverzahnung (4), einer die Schneckenverzahnung (4) umfassenden Schnecke (3) und einem Lenkmotor (5), wobei eine Abtriebswelle (6) des Lenkmotors (5) mit der Schnecke (3) drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Abtriebswelle (6) mit der Schnecke (3) mittels einer Kupplung (7) erfolgt, die ein Schwenken der Schnecke (3) um eine senkrecht zu der Rotationsachse (23) der Abtriebswelle (6) ausgerichtete Schwenkachse (26) ermöglicht, wobei die Kupplung (7) eine Federung (11) integriert, die bei einem Schwenken der Schnecke (3) elastisch deformiert wird.
  2. Lenksystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (3) mit der Kupplung (7) radiallagerungsfrei ausgestaltet ist.
  3. Lenksystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (7) zwei scheibenförmige Kupplungselemente (8) und die zwischen den Kupplungselementen (8) angeordnete Federung (11) umfasst.
  4. Lenksystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federung (11) eine Wellfeder (11b) und/oder eine Tellerfeder (11c) und/oder eine Elastomerfeder (11a) umfasst.
  5. Lenksystem gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (8) mittels mindestens eines zusätzlichen Verbindungselements drehfest miteinander verbunden sind.
  6. Lenksystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement als Verbindungsbolzen (9) ausgestaltet ist.
  7. Lenksystem gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mittels des mindestens einen Verbindungselements bezüglich der Schwenkachse (26) spielbehaftet ausgestaltet ist.
  8. Lenksystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (3) auf der von dem Lenkmotor (5) abgewandten Seite der Schneckenverzahnung (4) in einem Loslager (12) gelagert ist, das ein Drehlager (14) umfasst, in dem die Schnecke (3) aufgenommen ist und das in einer Lagerhülse (17) aufgenommen ist, wobei die Lagerhülse (17) bezüglich einer Bewegungsachse (18), die senkrecht zu der Schwenkachse (26) ausgerichtet ist, derart elastisch ausgestaltet ist, dass ein Schwenken der Schnecke (3) in Verbindung mit einer elastischen Deformation der Lagerhülse (17) möglich ist.
  9. Lenksystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Bewegungsachse (18) zumindest auf der von dem Zahnrad (2) abgewandten Seite zwischen dem Drehlager (14) und der Lagerhülse (17) ein Freiraum (19) ausgebildet ist.
  10. Lenksystem gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Stützachse (20), die senkrecht zu der Bewegungsachse (18) ausgerichtet ist, das Drehlager (14) die Lagerhülse (17) beidseitig kontaktiert.
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