Titel

Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs

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 ermöglicht, welches eine mechanische Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle ist.

DE 10 2013 105 219 Al offenbart ein Lenkgetriebe für ein Lenksystem eines Fahrzeugs 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. Für den Fall eines Bruchs des Drehstabs müssen jedoch

Vorkehrungen getroffen werden, dass eine Verbindung zwischen

Getriebeeingangswelle und Getriebeausgangswelle vorhanden ist und somit eine Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs erhalten bleibt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Lenkgetriebe bereitzustellen, welches im Falle eines Bruchs des Drehstabs eine Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs sicherzustellen.

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 hohl ausgebildeten Getriebeeingangswelle und einer zumindest abschnittsweise hohl ausgebildeten Getriebeausgangswelle, mit einem in die Getriebeeingangswelle und in die Getriebeausgangswelle eingefügten Drehstab, welcher an einem ersten axialen Endabschnitt mit der Getriebeeingangswelle und an einem zweiten axialen Endabschnitt mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbunden ist, wobei der Drehstab dazu ausgebildet ist, ein von einer Lenkspindel auf die Getriebeeingangswelle ausgeübtes Drehmoment auf die Getriebeausgangswelle zu übertragen, mit ersten Mitteln zur drehfesten Verbindung der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle, und mit zweiten Mitteln zur axialen Sicherung der Getriebeeingangswelle an der Getriebeausgangswelle. Eine Idee der

vorliegenden Erfindung ist es, durch Vorsehen der zweiten Mittel zur axialen Sicherung der Getriebeeingangswelle an der Getriebeausgangswelle im Falle eines Bruchs des Drehstabs eine mechanische Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bereitzustellen bzw. eine Separierung der Getriebeeingangswelle von der Getriebeausgangswelle zu verhindern.

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 die ersten Mittel eine an einem axialen Endabschnitt der Getriebeeingangswelle ausgebildete erste Verzahnung und eine an einem, zu dem axialen Endabschnitt der

Getriebeeingangswelle benachbart angeordneten axialen Endabschnitt der Getriebeausgangswelle ausgebildete zweite Verzahnung aufweisen, wobei die erste Verzahnung der Getriebeeingangswelle mit der zweiten Verzahnung der Getriebeausgangswelle im Eingriff ist. Die ersten Mittel zur drehfesten

Verbindung der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle können somit in vorteilhafter Weise eine konstruktiv einfache und sichere Verbindung der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle bereitstellen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die zweiten Mittel eine zumindest abschnittsweise in der Getriebeeingangswelle ausgebildete erste Umfangsnut und eine zumindest abschnittsweise in der Getriebeausgangswelle ausgebildete zweite Umfangsnut aufweisen, wobei die erste Umfangsnut zu der zweiten Umfangsnut axial ausgerichtet ist. Das

Ausbilden der jeweiligen Umfangsnut in der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle kann in vorteilhafter weise bereits bei der Herstellung der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle erfolgen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die in der Getriebeeingangswelle ausgebildete erste Umfangsnut und die in der

Getriebeausgangswelle ausgebildete zweite Umfangsnut in einem

Überlappungsbereich der Getriebeeingangswelle und der

Getriebeausgangswelle ausgebildet sind. Somit kann die Getriebeeingangswelle an der Getriebeausgangswelle mit geeigneten Mitteln befestigt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in der, in der Getriebeeingangswelle ausgebildeten ersten Umfangsnut und in der, in der Getriebeausgangswelle ausgebildeten zweiten Umfangsnut ein gemeinsamer Sicherungsring angeordnet ist. Der Sicherungsring ist somit in vorteilhafter Weise dazu ausgebildet, im Montagezustand der Getriebeeingangswelle an der Getriebeausgangswelle die Getriebeeingangswelle axial an der

Getriebeausgangswelle zu sichern.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die in der Getriebeeingangswelle ausgebildete erste Umfangsnut einen ersten

Durchmesser und die in der Getriebeausgangswelle ausgebildete zweite

Umfangsnut einen sich von dem ersten Durchmesser unterscheidenden zweiten Durchmesser aufweist. Das Vorsehen der ersten Umfangsnut und der zweiten Umfangsnut mit einem unterschiedlichen Durchmesser bewirkt, dass der gemeinsame Sicherungsring nur an einer der Umfangsnuten anliegt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Durchmesser der in der Getriebeeingangswelle ausgebildeten ersten

Umfangsnut größer als der zweite Durchmesser der in der

Getriebeausgangswelle ausgebildeten zweiten Umfangsnut ist. Das Bereitstellen der ersten Umfangsnut mit einem größeren Durchmesser als der Durchmesser der zweiten Umfangsnut bewirkt in vorteilhafter Weise, dass der Sicherungsring keinen Kontakt mit der größer ausgebildeten ersten Umfangsnut bildet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei einem normalen Betrieb des Lenkgetriebes mit intaktem Drehstab zwischen dem Sicherungsring und der ersten Umfangsnut ein radialer Spalt und ein axialer Spalt ausgebildet ist. Das Vorsehen des radialen Spalts und des axialen Spalts zwischen dem Sicherungsring und der ersten Umfangsnut bewirkt in vorteilhafter Weise, dass der Sicherungsring bei dem normalen Betrieb des Lenkgetriebes mit intaktem Drehstab mit der ersten Umfangsnut keinen Kontakt bildet und somit bei dem normalen Betrieb des Lenkgetriebes es zu keinen nachteiligen

Geräuschentwicklungen kommt, welche durch eine Kontaktbildung zwischen dem Sicherungsring und der ersten Umfangsnut bedingt sein könnten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei einem Bruch des Drehstabs die Getriebeeingangswelle an der

Getriebeausgangswelle durch den, in der ersten Umfangsnut und der zweiten Umfangsnut angeordneten Sicherungsring axial gesichert ist. Somit bleibt auch im Falle eines Bruchs des Drehstabs eine Lenkbarkeit des Lenksystems gewährleistet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Durchmesser der Getriebeeingangswelle und ein Durchmesser der

Getriebeausgangswelle in dem Überlappungsbereich der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle im Wesentlichen identisch ist, wobei ein

Kragenabschnitt der ersten Umfangsnut und ein Kragenabschnitt der zweiten Umfangsnut im Wesentlichen zueinander bündig sind. Aufgrund der bündigen Ausbildung der jeweiligen Kragenabschnitte der ersten Umfangsnut und der zweiten Umfangsnut kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass im Falle eines Bruchs des Drehstabs die Getriebeeingangswelle im Bereich der ersten Umfangsnut durch den Sicherungsring an dem Kragenabschnitt der ersten Umfangsnut gehalten wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die in der Getriebeeingangswelle ausgebildete erste Umfangsnut und die in der

Getriebeausgangswelle ausgebildete zweite Umfangsnut einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. Dieser eignet sich insbesondere für die Aufnahme des ringförmig ausgebildeten Sicherungsrings.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Drehstab an dem ersten axialen Endabschnitt mit der Getriebeeingangswelle durch eine Nietverbindung befestigt und an dem zweiten axialen Endabschnitt in die Getriebeausgangswelle eingepresst ist. Somit kann bei einem normalen Betrieb des Lenkgetriebes eine effektive Drehmomentübertragung durch den Drehstab gewährleistet werden.

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.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

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:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Lenkgetriebes für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Verbindungsbereichs der

Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 3 eine vergrößerte Längsschnittansicht des Verbindungsbereichs der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle 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.

Fig. 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 hohl ausgebildete Getriebeeingangswelle 10 und eine zumindest abschnittsweise hohl ausgebildete Getriebeausgangswelle 12 auf. Des Weiteren weist das

Lenkgetriebe 1 einen in die Getriebeeingangswelle 10 und in die

Getriebeausgangswelle 12 eingefügten Drehstab 14 auf. Der Drehstab 14 ist an einem ersten axialen Endabschnitt 14a mit der Getriebeeingangswelle 10 und an einem zweiten axialen Endabschnitt 14b mit der Getriebeausgangswelle 12 drehfest verbunden.

Der Drehstab 14 ist ferner dazu ausgebildet, ein von einer Lenkspindel 16 auf die Getriebeeingangswelle 10 ausgeübtes Drehmoment M auf die

Getriebeausgangswelle 12 zu übertragen.

Des Weiteren weist das Lenkgetriebe 1 (in Fig. 1 nicht gezeigt) erste Mittel zur drehfesten Verbindung der Getriebeeingangswelle 10 mit der

Getriebeausgangswelle 12 sowie (in Fig. 1 nicht gezeigt) zweite Mittel zur axialen Sicherung der Getriebeeingangswelle an der Getriebeausgangswelle auf.

Ferner ist der Drehstab 14 an dem ersten axialen Endabschnitt 14a mit der Getriebeeingangswelle 10 durch eine Nietverbindung befestigt und an dem zweiten axialen Endabschnitt 14b in die Getriebeausgangswelle 12 eingepresst. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verbindungsbereichs der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Die ersten Mittel 18 weisen eine an einem axialen Endabschnitt 10a der

Getriebeeingangswelle 10 ausgebildete erste Verzahnung 22 und eine an einem, zu dem axialen Endabschnitt 10a der Getriebeeingangswelle 10 benachbart angeordneten axialen Endabschnitt 12a der Getriebeausgangswelle 12 ausgebildete zweite Verzahnung 24 auf. Die erste Verzahnung 22 der

Getriebeeingangswelle 10 ist mit der zweiten Verzahnung 24 der

Getriebeausgangswelle 12 im Eingriff.

Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung des Eingriffs der Verzahnung der

Getriebeeingangswelle 10 und der Getriebeausgangswelle 12 ist lediglich beispielhaft. Wesentlich ist hierbei nur das ein Eingriff der Verzahnung der Getriebeeingangswelle 10 und der Getriebeausgangswelle 12 vorliegt, so dass auch im Falle eines Bruchs des Drehstabs eine Übertragung einer

Drehbewegung von der Getriebeeingangswelle 10 auf die

Getriebeausgangswelle 12 möglich ist.

Die Verzahnung 22 der Getriebeeingangswelle 10 weist in der vorliegenden Ausführungsform zwei jeweils 180° zueinander versetzt angeordnete Zähne auf, welche in entsprechenden, in der Getriebeausgangswelle 12 ausgebildeten Ausschnitten eingefügt sind. Alternativ kann beispielsweise eine andere geeignete Ausgestaltung der Verzahnung der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle mit beispielsweise einer Mehrzahl von Zähnen vorgesehen werden.

Die Verzahnung 22 der Getriebeeingangswelle weist zum erleichterten Einfügen der Getriebeeingangswelle 10 in die Getriebeausgangswelle 12, insbesondere in einem Überlappungsbereich A der Getriebeeingangswelle 10 und der

Getriebeausgangswelle 12, eine gewisse Flexibilität bzw. Biegbarkeit auf, um bei vorab montiertem Sicherungsring 30, welcher in einer ersten Umfangsnut 26 und in einer zweiten Umfangsnut 28 eingefügt ist, eine Zusammenfügbarkeit der Getriebeeingangswelle 10 und der Getriebeausgangswelle 12 zu gewährleisten. Die zweiten Mittel 20 weisen vorzugsweise eine zumindest abschnittsweise in der Getriebeeingangswelle 10 ausgebildete erste Umfangsnut 26 und eine zumindest abschnittsweise in der Getriebeausgangswelle 12 ausgebildete zweite Umfangsnut 28 auf. Die erste Umfangsnut 26 ist zu der zweiten Umfangsnut 28 axial ausgerichtet.

Die in der Getriebeeingangswelle 10 ausgebildete erste Umfangsnut 26 und die in der Getriebeausgangswelle 12 ausgebildete zweite Umfangsnut 28 sind insbesondere in dem Überlappungsbereich A der Getriebeeingangswelle 10 und der Getriebeausgangswelle 12 ausgebildet.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Längsschnittansicht des Verbindungsbereichs der Getriebeeingangswelle mit der Getriebeausgangswelle gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

In der, in der Getriebeeingangswelle 10 ausgebildeten ersten Umfangsnut 26 und in der, in der Getriebeausgangswelle 12 ausgebildeten zweiten Umfangsnut 28 ist der gemeinsame Sicherungsring 30 angeordnet. Die in der

Getriebeeingangswelle 10 ausgebildete erste Umfangsnut 26 weist einen ersten Durchmesser Dl und die in der Getriebeausgangswelle 12 ausgebildete zweite Umfangsnut 28 einen sich von dem ersten Durchmesser Dl unterscheidenden zweiten Durchmesser D2 auf.

Der erste Durchmesser Dl der in der Getriebeeingangswelle 10 ausgebildeten ersten Umfangsnut 26 ist in der vorliegenden Ausführungsform größer als der zweite Durchmesser D2 der in der Getriebeausgangswelle 12 ausgebildeten zweiten Umfangsnut 28. Alternativ kann der erste Durchmesser Dl der in der Getriebeeingangswelle 10 ausgebildeten ersten Umfangsnut kleiner als der zweite Durchmesser D2 der in der Getriebeausgangswelle 12 ausgebildeten zweiten Umfangsnut sein.

Bei einem normalen Betrieb des Lenkgetriebes mit (in Fig. 3 nicht gezeigtem) intaktem Drehstab ist zwischen dem Sicherungsring 30 und der ersten

Umfangsnut 26 ein radialer Spalt SR und ein axialer Spalt SA ausgebildet. Bei einem Bruch des (in Fig. 3 nicht gezeigten) Drehstabs ist die

Getriebeeingangswelle 10 an der Getriebeausgangswelle 12 durch den, in der ersten Umfangsnut 26 und der zweiten Umfangsnut 28 angeordneten

Sicherungsring 30 axial gesichert.

Ferner ist ein Durchmesser D3 der Getriebeeingangswelle 10 und ein

Durchmesser D4 der Getriebeausgangswelle 12 in dem Überlappungsbereich A der Getriebeeingangswelle 10 und der Getriebeausgangswelle 12 im

Wesentlichen identisch. Ein Kragenabschnitt 26a der ersten Umfangsnut 26 und ein Kragenabschnitt 28a der zweiten Umfangsnut 28 sind hierbei im

Wesentlichen zueinander bündig.

Die in der Getriebeeingangswelle 10 ausgebildete erste Umfangsnut 26 und die in der Getriebeausgangswelle 12 ausgebildete zweite Umfangsnut 28 weisen einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Alternativ kann der

Querschnitt der ersten Umfangsnut 26 und/oder der zweiten Umfangsnut 28 eine andere geeignete Form, wie beispielsweise eine eckige Form, aufweisen.