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Title:
STEERING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/068932
Kind Code:
A1
Abstract:
A steering system comprises a steering rod (2) displaceably mounted longitudinally axially in a housing (1) and a steering motor (5) which acts on the steering rod (2) by means of a ball screw drive (6), a continuous ball screw thread being formed in at least one section of the steering rod (2), said thread co-operating with (7) a drive nut (9) that can be driven by the steering motor (5) via ball-shaped transmission elements (8) and the drive nut (9) being mounted in the housing (1) by means of a bearing arrangement and being axially supported by the interposition of at least one sprung element (19). A steering system of this type is characterised in that the bearing arrangement comprises two axially spaced rotary bearings (15), the inner races of which (16) run over an outer surface of the drive nut (9) and said inner races (16) of the rotary bearings (15) and/or the outer surface of the drive nut (9) are/is curved in order to form a swivel bearing (17). A steering system of this type permits a relatively simple design for rotationally mounting the drive nut (9) with a limited tilting action inside the housing (1), the rotational mounting having substantially zero backlash with respect to both the direction along the longitudinal axis (4) of the drive nut (9) and also radially thereto.

Inventors:
HETZEL OLIVER (DE)
Application Number:
EP2017/070935
Publication Date:
April 19, 2018
Filing Date:
August 18, 2017
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
F16H25/24; B62D5/04; F16C19/54; F16C21/00; F16C23/04
Domestic Patent References:
WO2002076808A12002-10-03
WO2003076832A12003-09-18
Foreign References:
DE102014006469B32015-07-02
DE102011056025A12013-06-06
DE102011056031A12013-06-06
EP0552464A11993-07-28
DD157819A11982-12-08
DE102007057391A12008-06-05
DE102011117723A12013-05-08
DE102005015756A12006-10-12
DE102006037479A12008-02-14
EP2049383B12009-12-16
DE102011056025A12013-06-06
DE102011056031A12013-06-06
DE102005015756A12006-10-12
DE102011117723A12013-05-08
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Claims:
Patentansprüche:

1 . Lenksystem mit einer in einem Gehäuse (1 ) längsaxial verschiebbar gelagerten Lenkstange (2) und mit einem Lenkmotor (5), der über einen Kugelgewindetrieb (6) auf die Lenkstange (2) wirkt, wozu die Lenkstange (2) in zumindest einem Abschnitt ein Kugelumlaufgewinde (7) ausbildet, das über kugelförmige

Übertragungselemente (8) mit einer von dem Lenkmotor (5) antreibbaren Getriebemutter (9) zusammenwirkt, wobei die Getriebemutter (9) mittels einer Lageranordnung in dem Gehäuse (1 ) gelagert und dabei axial unter

Zwischenschaltung mindestens eines Federelements (19) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung zwei axial beabstandete Drehlager (15) umfasst, deren Innenringe (16) auf einer Außenfläche der Getriebemutter (9) beweglich geführt sind, wobei die Innenringe (16) der Drehlager (15) und/oder die Außenfläche der Getriebemutter (9) gekrümmt ausgebildet ist/sind, um ein Schwenklager (17) auszubilden.

2. Lenksystem gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Außenringe (18) der Drehlager (15) jeweils auf derjenigen Seite, die distal bezüglich des jeweils anderen Drehlagers (15) angeordnet ist, unter Zwischenschaltung eines Federelements (19) an dem Gehäuse (1 ) abgestützt sind.

3. Lenksystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlager (15) Schrägkugellager in einer X-Anordnung sind.

4. Lenksystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass im Bereich des Schwenklagers (17) zwischen den Innenringen (16) und der Getriebemutter (9) ein Gleitelement (21 ) angeordnet ist.

5. Lenksystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass ein Getrieberad (10) eines Zugmittelgetriebes, über das eine Antriebsleistung des Lenkmotors (5) auf die Getriebemutter (9) übertragbar ist, mit dem Innenring (16) zumindest eines der Drehlager (15) verbunden ist.

6. Lenksystem gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das

Getrieberad (10) mittels einer Kupplung drehmomentübertragend mit der Getriebemutter (9) zusammenwirkt.

7. Lenksystem gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung derart ausgebildet ist, dass ein Kippen der Getriebemutter (9) relativ zu dem Getrieberad (10) möglich ist.

8. Lenksystem gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung derart ausgebildet ist, dass ein Kippen der Getriebemutter (9) relativ zu dem Getrieberad (10) aufgrund einer elastischen Deformation eines

Deformationselements (31 ) möglich ist.

9. Lenksystem gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung als Klauenkupplung mit ineinander greifenden Klauen (24, 25) des Getrieberads (10) und der Getriebemutter (9) ausgebildet ist.

10. Lenksystem gemäß Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement (31 ) zwischen Klauen (24, 25) des Getrieberads (10) und der Getriebemutter (9) angeordnet ist.

1 1 . Lenksystem gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klauen (25) der Getriebemutter (9) von einem Klauenelement (26) ausgebildet sind, das drehmomentübertragend mit einem Grundkörper (14) der

Getriebemutter (9) verbunden ist.

12. Lenksystem gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das

Klauenelement (26) ringförmig ausgebildet ist und auf einem Schaftabschnitt des Grundkörpers (14) gelagert ist, wobei eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Klauenelement (26) und dem Grundkörper (14) mittels eines oder mehrerer, in Vertiefungen (27, 28) einer Innenfläche des Klauenelements (26) und einer Außenfläche des Schaftabschnitts

angeordneten Mitnahmeelementen (29) realisiert ist, oder das Klauenelement (26) an einer Stirnseite an einem längsaxialen Ende des Grundkörpers (14) fixiert ist..

13. Lenksystem gemäß einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung der Kupplung derart, dass diese ein Kippmoment auf die Getriebemutter (9) ausübt.

14. Lenksystem gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein

Kupplungselement (35) exzentrisch bezüglich eines/des Grundkörpers (14) der Getriebemutter (9) angeordnet ist.

15. Lenksystem gemäß Anspruch 1 1 oder 12 und gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrum des ringförmigen Klauenelements (26) radial beabstandet bezüglich der Längsachse des Grundkörpers (14) angeordnet ist.

Description:
Lenksystem

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem mit einer in einem Gehäuse längsaxial verschiebbar gelagerten Lenkstange und mit einem Lenkmotor, der über einen

Kugelgewindetrieb auf die Lenkstange wirkt, wozu die Lenkstange in zumindest einem Abschnitt ein Kugelumlaufgewinde ausbildet, das mit einer von dem Lenkmotor antreibbaren Getriebemutter zusammenwirkt, wobei die Getriebemutter mittels einer Lageranordnung in dem Gehäuse gelagert und dabei axial unter Zwischenschaltung mindestens eines Federelements abgestützt ist.

Ein solches Lenksystem kann dabei insbesondere in Form eines Hilfskraftlenksystems ausgebildet sein, durch das beim Lenken ein unterstützendes Drehmoment erzeugt wird, um das von einem Bediener auf eine Lenksäule aufzubringende Lenkmoment zu reduzieren.

Ein Hilfskraftlenksystem ist beispielsweise aus der EP 2 049 383 B1 bekannt. Bei diesem ist der Gewindetrieb in Form eines Kugelgewindetriebs ausgebildet. Im Betrieb eines solchen Hilfskraftlenksystems kann sich infolge von Querkräften, mit denen die Lenkstange aufgrund ihrer Verbindung mit den Radlenkhebeln gelenkter Räder eines das Hilfskraftlenksystem integrierenden Kraftfahrzeugs belastet wird, eine Biegung und/oder Schrägstellung der Lenkstange innerhalb des Gehäuses einstellen. Eine solche Biegung und/oder Schrägstellung der Lenkstange im Bereich des

Kugelgewindetriebs muss von einer Radiallagerung, über die die Getriebemutter des Kugelgewindetriebs drehbar innerhalb des Gehäuses gelagert ist, kompensiert werden, um stets einen möglichst reibungsarmen Antrieb der Lenkstange mittels des

Kugelgewindetriebs zu gewährleisten. Hierzu ist bei dem Hilfskraftlenksystem gemäß der EP 2 049 383 B1 vorgesehen, dass der Außenring eines Radialwälzlagers, über das die Mutter drehbar innerhalb des Gehäuses gelagert ist, in etwa mittig bezüglich seiner Längsrichtung an einem Vorsprung des Gehäuses abgestützt ist, wodurch ein Kippen des Radiallagers entsprechend einer Schrägstellung der Lenkstange im

Bereich des Kugelgewindetriebs ermöglicht ist. Weiterhin ist das Radialwälzlager mit seinem Außenring beidseitig an jeweils einem elastischen Lagerring abgestützt. Mittels dieser Lagerringe ist das Radialwälzlager bezüglich seiner längsaxialen Richtungen innerhalb des Gehäuses abgestützt. Gleichzeitig ermöglicht die Elastizität der Lagerringe jedoch das beschriebene Kippen des Radialwälzlagers entsprechend einer Schrägstellung der Lenkstange.

Als problematisch bei der aus der EP 2 049 383 B1 bekannten Abstützung des

Radialwälzlagers zwischen zwei elastischen Lagerringen hat sich gezeigt, dass sich bei einer Schrägstellung infolge der elastischen Eigenschaft der Lagerringe ein dem Kippen infolge einer Schrägstellung der Lenkstange entgegenwirkendes Kippmoment einstellt. Ein solches Kippmoment kann grundsätzlich relativ gering gehalten werden, wenn der Elastizitätsmodul des oder der elastischen Werkstoffe der Lagerringe entsprechend gering gehalten wird. Dies führt jedoch zu einer entsprechend weichen, d.h. wenig steifen Lagerung des Radiallagers bezüglich dessen längsaxialen

Richtungen innerhalb des Gehäuses. Die Dimensionierung der Elastizitätsmodule der elastischen Werkstoffe der Lagerringe unterliegt demnach einem Zielkonflikt. Weiterhin ist der mittels der Lagerung gemäß der EP 2 049 383 B1 erzielbare Kippwinkel relativ klein.

Aus der DE 10 201 1 056 025 A1 und der DE 10 201 1 056 031 A1 ist jeweils ein Hilfskraftlenksystem bekannt, bei dem das Riemenrad eines Zahnriemengetriebes mit einem hülsenförmigen Lagerabschnitt in einer Lageranordnung, die insbesondere aus zwei Schulterkugellagern in einer sogenannten O-Anordnung bestehen kann, gelagert ist. Die Getriebemutter eines Kugelgewindetriebes ist innerhalb des Lagerabschnitts des Riemenrads gelagert, wobei durch eine ballige Ausbildung der Innenfläche des Lagerabschnitts des Riemenrads ermöglicht wird, dass die Getriebemutter innerhalb des Lagerabschnitts in Grenzen kippen kann. Eine Drehmomentübertragung zwischen dem Riemenrad und der Getriebemutter wird mittels Mitnehmern realisiert, die u.a. aus einem Elastomer ausgebildet sein können.

Die DE 10 2005 015 756 A1 offenbart ein Lenksystem, bei dem eine Schwenkbarkeit einer Gewindemutter eines Kugelgewindetriebs durch eine gewölbte Ausgestaltung der Innenfläche eines Innenrings oder der Außenfläche eines Außenrings eines

Wälzlagers, mittels dessen die Gewindemutter in einem Gehäuse des Lenksystems gelagert ist, realisiert wird. Die gewölbte Innenfläche oder Außenfläche wirkt dabei mit einer entsprechend gewölbten Gegenfläche der Gewindemutter oder des Gehäuses zusammen.

Und schließlich ist aus der DE 10 201 1 1 17 723 A1 ein Kugelgewindetrieb für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem eine Getriebemutter schwenkbar unter Zwischenschaltung eines Gleitrings und mehrerer Mitnahmeelemente in einem Innenring eines Wälzlagers gelagert ist. Ein Riemenrad eines Riemengetriebes ist mit dem Innenring des Wälzlagers verbunden. Die Mitnahmeelemente bewirken eine Übertragung eines Drehmoments von dem Riemenrad auf die Getriebemutter. Durch die Verbindung des Riemenrads mit dem Innenring des Wälzlagers soll verhindert werden, dass sich ein Kippen der Getriebemutter negativ auf die Leistungsübertragung des Riemengetriebes auswirkt, wie dies der Fall sein könnte, wenn das Riemenrad mit der Getriebemutter kippen würde.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Lenksystem eine axial und radial möglichst spielfreie Lagerung der Getriebemutter innerhalb des Gehäuses zu realisieren, wobei gleichzeitig eine gute Kippbarkeit der Getriebemutter erreicht wird.

Diese Aufgabe wird mittels eines Lenksystems gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lenksystems sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist ein Lenksystem mit einer in einem Gehäuse längsaxial verschiebbar gelagerten Lenkstange und mit einem Lenkmotor vorgesehen, wobei der Lenkmotor über einen Kugelgewindetrieb auf die Lenkstange wirkt, wozu die

Lenkstange in zumindest einem Abschnitt ein Kugelumlaufgewinde ausbildet, das über kugelförmige Mitnahmeelemente mit einer von dem Lenkmotor antreibbaren

Getriebemutter zusammenwirkt, wobei die Getriebemutter mittels einer

Lageranordnung in dem Gehäuse gelagert und dabei axial unter Zwischenschaltung mindestens eines Federelements abgestützt ist. Gekennzeichnet ist ein solches Lenksystem dadurch, dass die Lageranordnung zwei axial beabstandete Drehlager umfasst, deren Innenringe auf einer Außenfläche der Getriebemutter beweglich geführt sind, wobei die (Innenflächen der) Innenringe der Drehlager und/oder die (Außenfläche der) Getriebemutter (zumindest abschnittsweise) gekrümmt (insbesondere

teilsphärisch) ausgebildet ist/sind, um ein Schwenklager auszubilden. Dabei sind die Krümmungen insbesondere derart ausgebildet, dass diese bezüglich einer sich entlang der Längsachse der Lenkstange erstreckenden Radialebene konzentrische Kurven, insbesondere Kreisbahnen, definieren. Ein erfindungsgemäßes Lenksystem ermöglicht in konstruktiv relativ einfacher Weise eine drehbare Lagerung der in Grenzen kippbaren Getriebemutter innerhalb des Gehäuses, wobei die Lagerung im Wesentlichen spielfrei bezüglich sowohl der Richtung entlang der Längsachse der Getriebemutter als auch radial dazu ist. Durch die axial elastische Beaufschlagung der Lageranordnung mittels des mindestens einen Federelements wird nämlich erreicht, dass die beiden Drehlager der Lageranordnung derart axial aufeinander zu beaufschlagt werden, dass diese mit der Innenfläche ihrer Innenringe spielfrei an der Außenfläche der Getriebemutter anliegen, wobei durch die gekrümmte Ausbildung der Innenringe der Drehlager und/oder der Außenfläche der Getriebemutter die axiale Beaufschlagung der Drehlager zueinander zu einer

Beaufschlagung der Innenringe der Drehlager gegen die Außenseite der

Getriebemutter sowohl in axialer als auch radialer Richtung führt. Dabei ist die

Schwenkbarkeit der Getriebemutter innerhalb der Lageranordnung trotz einer elastischen Beaufschlagung zur Erzielung einer Spielfreiheit im Wesentlichen nicht mit der Erzeugung eines elastischen Rückstellmoments verbunden, weil die

Schwenkbarkeit, anders als gemäß dem Stand der Technik üblich, nicht auf einer Deformation eines elastischen Deformationselements beruht. Folglich kann die Reibung sowohl zwischen der Getriebemutter und den kugelförmigen

Übertragungselementen des Kugelgewindetriebs als auch zwischen der Lenkstange und den kugelförmigen Übertragungselementen auch dann gering gehalten werden, wenn die Getriebemutter infolge einer Biegung der Lenkstange gegenüber der Lageranordnung relativ weit gekippt ist (d.h. ein Winkel größer null zwischen den Längsachsen der Getriebemutter und der Drehlager vorliegt).

In einer bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann vorgesehen sein, dass Außenringe der Drehlager jeweils (und gegebenenfalls ausschließlich) auf derjenigen Seite, die distal bezüglich des jeweils anderen

Drehlagers angeordnet ist, unter Zwischenschaltung eines Federelements, das beispielsweise in Form einer ringförmigen Wellfeder oder Tellerfeder ausgebildet sein kann, (direkt oder indirekt) an dem Gehäuse abgestützt sind.

Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Drehlager vorzugsweise einreihige

Schrägkugellager und insbesondere Schulterkugellager sind. Diese können weiterhin bevorzugt in einer X-Anordnung angeordnet sein, wodurch eine sichere Übertragung der axialen Belastung durch das oder die Federelemente von den Außenringen auf die Innenringe gewährleistet werden kann, was dann zu der gewollten Beaufschlagung der Innenringe aufeinander zu führt, durch die die Spielfreiheit der Lagerung der

Getriebemutter in der Lageranordnung gewährleistet wird. Gleichzeitig wird dadurch auch in vorteilhafter Weise eine weitgehende Spielfreiheit der Elemente, aus denen sich die Drehlager zusammensetzen, realisiert.

In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann vorgesehen sein, dass im Bereich des Schwenklagers zwischen den

Innenflächen der Innenringe und der Außenfläche der Getriebemutter (im Bereich der Krümmung(en)) mindestens ein Gleitelement, das beispielsweise in Form einer Gleitfolie ausgebildet sein kann, angeordnet ist. Das Gleitelement beziehungsweise die Gleitfolie kann vorzugsweise (zumindest teilweise) aus Kunststoff ausgebildet sein und insbesondere PTFE umfassen. Durch ein solches Gleitelement beziehungsweise eine solche Gleitfolie kann eine relativ reibungsarme Kippbewegung für die Getriebemutter realisiert werden, wodurch die Reibungsverluste im Kugelgewindetrieb ebenfalls gering gehalten werden können.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass ein erfindungsgemäßes Lenksystem ein Zugmittelgetriebe umfasst, das dazu dient, eine Antriebsleistung, die von dem vorzugsweise elektrischen, gegebenenfalls auch hydraulischen Lenkmotor erzeugt wird, auf die Getriebemutter zu übertragen und dabei gegebenenfalls auch eine Übersetzung für die Antriebsdrehzahl und das Antriebsmoment zu erreichen. Das Zugmittelgetriebe kann insbesondere in Form eines Riementriebs ausgebildet sein, wobei der Riementrieb sowohl kraftschlüssig (z.B. als Flachriemen- oder

Keilriementrieb) als auch primär formschlüssig (z.B. als Zahnriementrieb) ausgebildet sein kann. Bei einem solchen Lenksystem könnte, wenn, wie dies von konventionellen Lenksystemen bekannt ist, ein Getrieberad (Riemenrad) des Zugmittelgetriebes (Riementriebs) direkt mit der Getriebemutter des Kugelgewindetriebs verbunden ist, ein Kippen der Getriebemutter zu einem entsprechenden Kippen des Getrieberads führen, wodurch eine ausreichend sichere Übertragung der Antriebsleistung durch das Zugmittelgetriebe negativ beeinflusst und/oder die Belastung für das Zugmittelgetriebe erhöht werden könnte. Um dies zu vermeiden kann bei einem erfindungsgemäßen Lenksystem vorzugsweise vorgesehen sein, dass ein solches Getrieberad eines Zugmittelgetriebes, über das eine Antriebsleistung des Lenkmotors auf die

Getriebemutter übertragbar ist, mit dem Innenring (zumindest und insbesondere ausschließlich) eines der Drehlager verbunden ist. Auf diese Weise kann vorteilhaft vermieden werden, dass ein Kippen der Getriebemutter des Kugelgewindetriebs auf das Getrieberad des Zugmittelgetriebes übertragen wird. Die Verbindung des Getrieberads mit dem Innenring sollte dabei zumindest so sein, dass ein Kippen der Rotationsachse des Getrieberads relativ zu der Längsachse des Innenrings

beziehungsweise des entsprechenden Drehlagers insgesamt vermieden wird. Eine drehmomentübertragende Verbindung kann vorgesehen sein, ist funktional jedoch nicht zwingend erforderlich. Besonders bevorzugt, unter anderem auch, weil eine solche konstruktiv besonders einfach umsetzbar ist, kann eine starre, d.h. vollkommen unbewegliche, Verbindung zwischen dem Getrieberad und dem entsprechenden Innenring vorgesehen sein.

Gleichzeitig sollte jedoch eine Übertragung der Antriebsleistung des Lenkmotors von dem Getrieberad des Zugmittelgetriebes auf die Getriebemutter des

Kugelgewindetriebs sichergestellt werden. Dies kann grundsätzlich gemäß der aus der DE 10 201 1 1 17 723 A1 bekannten Ausgestaltung eines Kugelgewindetriebs dadurch erfolgen, dass der oder die Innenringe der Drehlager, die mit dem Getrieberad des Zugmittelgetriebes drehmomentübertragend verbunden sind, auch

drehmomentübertragend mit der Getriebemutter des Kugelgewindetriebs verbunden sind. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass das Getrieberad mittels einer

(vorzugsweise dauerhaft verbindenden beziehungsweise nicht funktional zu öffnenden) Kupplung drehmomentübertragend mit der Getriebemutter verbunden ist, wobei die Kupplung weiterhin bevorzugt derart ausgebildet ist, dass ein Kippen der

Getriebemutter relativ zu dem Getrieberad möglich ist. Durch diese Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lenksystems kann eine konstruktiv relativ einfache

Übertragung der Antriebsleistung von dem Getrieberad des Zugmittelgetriebes auf die Getriebemutter des Kugelgewindetriebs realisiert werden. Dies gilt insbesondere auch im Vergleich zu dem aus der DE 10 201 1 1 17 723 A1 bekannten Kugelgewindetrieb, weil dadurch nicht erforderlich ist, eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem mit dem Getrieberad verbundenen Innenring und der Getriebemutter vorzusehen, die gleichzeitig die Schwenkbarkeit sowie die spielfreien Lagerung, die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Lenkgetriebes erreicht wird, gewährleisten müsste.

In einer bevorzugten Weiterbildung eines solchen erfindungsgemäßen Lenksystems kann vorgesehen sein, dass die Kupplung derart ausgebildet ist, dass ein Kippen der Getriebemutter relativ zu dem Getrieberad aufgrund einer elastischen Deformation eines Deformationselements möglich ist. Ein solches Deformationselement ermöglicht in vorteilhafter Weise sowohl die vorgesehene Möglichkeit eines Kippens der

Getriebemutter relativ zu dem Getrieberad als auch eine Übertragung eines Drehmoments von dem Getrieberad auf die Getriebemutter, die zudem spielfrei sein kann, wodurch ungewollte Geräuschentwicklung, insbesondere bei einem

Wechsellenken, vermieden werden können.

In einer insbesondere aus konstruktiven Gründen bevorzugten Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Lenksystems mit einer Kupplung zur Übertragung eines

Drehmoments zwischen dem Getrieberad und der Getriebemutter kann vorgesehen sein, dass die Kupplung als Klauenkupplung mit ineinander greifenden Klauen des Getrieberads und der Getriebemutter ausgebildet ist. Dabei kann weiterhin bevorzugt vorgesehen sein, dass zwischen Klauen des Getrieberads und der Getriebemutter ein elastisches Deformationselement angeordnet ist. Die Klauen der Getriebemutter können zudem von einem (vorzugsweise ringförmigen) Klauenelement ausgebildet sein, das zumindest drehmomentübertragend und bevorzugt starr mit einem

Grundkörper der Getriebemutter verbunden ist. Eine solche Ausgestaltung der

Kupplung kann sich insbesondere hinsichtlich der Herstellbarkeit und/oder der

Montage des erfindungsgemäßen Lenksystems vorteilhaft auswirken.

Eine Verbindung eines solchen Klauenelements mit dem Grundkörper der

Getriebemutter kann vorzugsweise dadurch erreicht werden, dass das Klauenelement ringförmig ausgebildet ist und auf einem Schaftabschnitt des Grundkörpers gelagert ist. Eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Klauenelement und dem Grundkörper kann dann mittels eines oder mehrerer, in Vertiefungen einer Innenfläche des Klauenelements und einer Außenfläche des Schaftabschnitts angeordneten Mitnahmeelementen, die beispielsweise in Form von Spannstiften und insbesondere in Form von Schwerspannstiften ausgebildet sein können, realisiert sein. Dies stellt u.a. eine konstruktiv einfache und vorteilhaft zu montierende Verbindung zwischen dem Klauenelement und dem Grundkörper der Getriebemutter dar. Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass das vorzugsweise ringförmige Klauenelement an einer Stirnseite an einem längsaxialen Ende des Grundkörpers befestigt ist.

In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Lenksystems, bei dem eine Antriebsleistung von einem Getrieberad eines Zugmittelgetriebes auf die Getriebemutter des Kugelgewindetriebs mittels einer Kupplung übertragen wird, kann zudem eine Ausgestaltung der Kupplung derart vorgesehen sein, dass diese ein Kippmoment auf die Getriebemutter ausübt. Dies kann dazu dienen, durch ein „Verkanten" der Lenkstange innerhalb der Getriebemutter unter Zwischenschaltung der Kugeln des Kugelgewindetriebs eine Relativbewegung zwischen der Lenkstange und der Getriebemutter, die insbesondere durch eine Bewegungsanregung der Lenkstange im Betrieb eines das Lenksystem umfassenden Kraftfahrzeugs begründet sein kann, zu unterdrücken. Dadurch kann verhindert werden, dass die kugelförmigen

Übertragungselemente des Kugelgewindetriebs in den hierfür vorgesehenen Rillen der Kugelumlaufgewinde der Lenkstange und der Getriebemutter hin und her bewegt werden, was ansonsten zu einer ungewollten Geräuschentwicklung führen könnte.

Eine insbesondere aus konstruktiver Hinsicht vorteilhafte Möglichkeit zur Erzeugung eines solchen Kippmoments kann darin liegen, dass ein Kupplungselement der Kupplung exzentrisch bezüglich des Grundkörpers der Getriebemutter angeordnet ist. Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass bei einem

erfindungsgemäßen Lenksystem, bei dem die als Klauenkupplung ausgebildete Kupplung ein (vorzugsweise ringförmiges) Klauenelement umfasst, das Zentrum des (ringförmigen) Klauenelements radial beabstandet bezüglich der Längsachse des Grundkörpers angeordnet ist, wodurch sich eine Exzentrizität des Klauenelements im Bezug zu dem Grundkörper ergibt. Diese Exzentrizität bewirkt in Verbindung mit einem axialen Abstand zu zumindest einem Abschnitt des von der Getriebemutter

ausgebildeten Kugelumlaufgewindes die vorgesehene Erzeugung eines Kippmoments. Gleichzeitig kann dabei durch das ein Kippen der Getriebemutter relativ zu dem Getrieberad ermöglichende Zusammenwirken des ringförmigen Klauenelements mit den Klauen des Getrieberads verhindert werden, dass sich die Exzentrizität des ringförmigen Klauenelements auf den Rundlauf des (an dem Innenring zumindest eines der Drehlager gelagerten bzw. befestigten) Getrieberads negativ auswirkt.

Das erfindungsgemäße Lenksystem kann vorzugsweise als Hilfskraftlenksystem ausgebildet sein und somit ermöglichen, ein über eine Lenkhandhabe (z.B. Lenkrad) und vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Lenksäule auf ein Lenkgetriebe übertragenes, manuell erzeugtes Lenkmoment durch ein von dem Lenkmotor erzeugtes Lenkmoment überlagern zu lassen, um die Höhe des für ein Lenken erforderlichen manuell zu erzeugenden Lenkmoments zu begrenzen. Das Lenkgetriebe kann dabei insbesondere ein mit einer von der Lenkstange in einem Abschnitt ausgebildeten Verzahnung zusammenwirkendes Lenkritzel umfassen. Dabei kann das Lenkritzel beispielsweise als gerad-, schräg- oder spiralverzahntes Stirnzahnrad ausgebildet sein, das mit einem als Zahnstange ausgebildeten Abschnitt der

Lenkstange zusammenwirkt. Das Lenksystem kann andererseits auch so ausgebildet sein, dass der Lenkmotor die gesamte für ein Lenken erforderliche Antriebsleistung bereitstellt.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein radbasiertes

Kraftfahrzeug, vorzugsweise einen PKW oder LKW, mit einem erfindungsgemäßen Lenksystem.

Die unbestimmten Artikel („ein",„eine",„einer" und„eines"), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden

Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 : eine erste Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems in einem teilweisen Längsschnitt;

Fig. 2: einen Querschnitt durch das Lenksystem entlang der Schnittebene II - II in der Fig. 1 ;

Fig. 3: einen teilweisen Längsschnitt durch die Kombination aus Lenkstange,

Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems in einer Seitenansicht;

Fig. 4: einen Querschnitt durch die Kombination aus Lenkstange, Kugelgewindetrieb,

Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems entlang der Schnittebene IV - IV in der Fig. 3;

Fig. 5: einen teilweisen Längsschnitt durch die Kombination aus Lenkstange,

Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 6: eine Explosionsdarstellung einer Kombination aus Kugelgewindetrieb,

Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems in einer perspektivischen Ansicht; Fig. 7: eine Explosionsdarstellung der Kombination aus Kugelgewindetrieb,

Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems in einer Seitenansicht;

Fig. 8: in einer Seitenansicht einen teilweisen Längsschnitt durch eine Kombination aus Lenkstange, Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems für eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems;

Fig. 9: in einer perspektivischen Ansicht einen teilweisen Längsschnitt durch die

Kombination aus Lenkstange, Kugelgewindetrieb, Lagerung für den

Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems gemäß der Fig. 8;

Fig. 10: eine Vorderansicht auf die Kombination aus Lenkstange, Kugelgewindetrieb,

Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems gemäß den Fig. 8 und 9;

Fig. 1 1 : in einer perspektivischen Ansicht eine Explosionsdarstellung einer

Kombination aus Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems gemäß den Fig. 8 bis 10; und

Fig. 12: in einer Seitenansicht eine Explosionsdarstellung der Kombination aus

Kugelgewindetrieb, Lagerung für den Kugelgewindetrieb und Riemenrad des Lenksystems gemäß den Fig. 8 bis 1 1 .

Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen

Lenksystems, das als Hilfskraftlenksystem ausgebildet ist.

Das Lenksystem umfasst hierzu ein mehrteiliges, im Wesentlichen rohrförmiges Gehäuse 1 , innerhalb dessen eine Lenkstange 2 längsaxial, d.h. entlang ihrer

Längsachse 7 beweglich, gelagert ist. An ihren beiden Enden ist die Lenkstange 2 jeweils mit einem Kugelgelenk (nicht dargestellt) verbunden, wobei die Kugelgelenke wiederum der Verbindung mit jeweils einem Radlenkhebel (nicht dargestellt) dienen. Die Radlenkhebel übersetzen eine längsaxiale Bewegung der Lenkstange 2 in ein Schwenken von gelenkten Rädern (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs.

Eine längsaxiale Bewegung der Lenkstange 2 wird zum einen durch das Erzeugen einer Drehbewegung einer Lenkhandhabe (nicht dargestellt), insbesondere eines Lenkrads, des Kraftfahrzeugs bewirkt, wobei diese Drehbewegung der Lenkhandhabe über eine Lenksäule (nicht dargestellt) auf ein Lenkritzel (nicht sichtbar), das Teil eines Lenkgetriebes 3 des Lenksystems ist, übertragen wird. Das Lenkritzel kann hierzu mit einem als Zahnstange ausgebildeten Abschnitt der Lenkstange 2 zusammenwirken, um die Drehbewegung des Lenkritzels in eine translatorische Bewegung der

Lenkstange 2 entlang ihrer Längsachse 4 zu übersetzen.

Eine längsaxiale Bewegung der Lenkstange 2 kann weiterhin durch die Erzeugung eines Hilfslenkmoments mittels eines Lenkmotors 5, der im vorliegenden

Ausgestaltungsbeispiel elektrisch ausgebildet ist, bewirkt werden. Die Antriebsleistung des Lenkmotors 5 wird hierzu u.a. mittels eines Gewindetriebs in Form eines

Kugelgewindetriebs 6 auf die Lenkstange 2 übertragen, wozu die Lenkstange 2 in einem Abschnitt ein Kugelumlaufgewinde 7 mit teilkreisförmigem

Gewindenutquerschnitt ausbildet. Innerhalb eines beim Lenken veränderlichen

Abschnitts des Kugelumlaufgewindes 7 sind eine Vielzahl von kugelförmigen

Übertragungselementen 8 angeordnet, die zudem innerhalb von ebenfalls

teilkreisförmige Querschnitte aufweisenden Laufrillen eines Kugelumlaufgewindes aufgenommen sind, das an der Innenseite eines Grundkörpers 14 einer Getriebemutter 9 des Kugelgewindetriebs 6 ausgebildet sind. Die Getriebemutter 9 des

Kugelgewindetriebs 6 ist infolge einer entsprechenden Lagerung in einer

Lageranordnung drehbar, gleichzeitig jedoch bezüglich ihrer längsaxialen Richtungen im Wesentlichen fest in das Gehäuse 1 integriert. Ein drehender Antrieb der

Getriebemutter 9 erfolgt unter Zwischenschaltung einer weiteren Getriebestufe, die in dem gezeigten Ausgestaltungsbeispiel in Form eines Riementriebs ausgebildet ist, wozu die Getriebemutter 9 mit einem ersten Getrieberad (Riemenrad) 10 drehfest beziehungsweise drehmomentübertragend verbunden ist. Das erste Riemenrad 10 ist teilweise von einem Riemen 1 1 , beispielsweise einem Zahn- oder Flachriemen, umschlungen ist, wobei der Riemen 1 1 weiterhin über ein zweites Getrieberad 12, das drehfest mit einer Abtriebswelle 13 des Lenkmotors 5 verbunden ist, geführt ist.

Folglich wird eine Drehbewegung der Abtriebswelle 13 des Lenkmotors 5 über den Riementrieb auf die Getriebemutter 9 des Kugelgewindetriebs 7 übertragen, wobei eine Untersetzung (Übersetzungsverhältnis i > 1 ) der Drehgeschwindigkeit erfolgt. Diese Drehbewegung der Getriebemutter 9 wird dann durch ihr Zusammenwirken mit dem in der Außenseite des entsprechenden Abschnitts der Lenkstange 2 ausgebildeten Kugelumlaufgewinde 7 in eine translatorische Bewegung der Lenkstange 2 gewandelt. Da bei der Wandlung einer längsaxialen Bewegung der Lenkstange 2 in eine

Schwenkbewegung der Räder des Kraftfahrzeugs über die Radlenkhebel erhebliche Querkräfte auf die Enden der Lenkstange 2 wirken können, ergibt sich in Kombination mit den relativ großen Abständen zwischen den Enden der Lenkstange 2 und der eine radiale Abstützung der Lenkstange 2 bewirkenden Getriebemutter 9 des

Kugelgewindetriebs 6 ein relativ großes Potenzial für eine Biegeauslenkung der Enden der Lenkstange 2. Eine solche Biegeauslenkung kann gegebenenfalls dadurch möglichst klein gehalten werden, dass die Lenkstange 2 in der Nähe der längsaxialen Enden des Gehäuses 1 zusätzlich gelagert und dadurch radial abgestützt ist. Dennoch lässt sich eine relevante Schrägstellung beziehungsweise ein Kippen der Lenkstange 2 im Bereich der Getriebemutter 9 des Kugelgewindetriebs 9 nicht immer vermeiden.

Um einen möglichst reibungsarmen Betrieb des Kugelgewindetriebs 9 auch bei einer solchen Schrägstellung der Lenkstange 2 im Bereich der Getriebemutter 9 zu gewährleisten, sollte die Getriebemutter 9 ebenfalls in eine entsprechende

Schrägstellung kippbar sein. Gleichzeitig müssen mittels der Lagerung der

Getriebemutter 9 innerhalb des Gehäuses 1 jedoch auch die auf die Lenkstange 2 aufgebrachten Längskräfte und Querkräfte abgestützt werden. Hierzu sollte sowohl die Lageranordnung möglichst spielfrei in längsaxialer als auch radialer Richtung innerhalb des Gehäuses 1 als auch die Getriebemutter 9 entsprechend spielfrei innerhalb der Lageranordnung aufgenommen sein.

Die Lageranordnung umfasst hierzu zwei Drehlager 15 in Form von einreihigen Schulterkugellagern, die eine X-Anordnung (Lage der Druckmittelpunkte der Drehlager 15 zwischen den Drehlagern 15) aufweisen, wobei zwischen den Drehlagern 15 ein definierter Abstand vorgesehen ist. Innenringe 16 der Drehlager 15 sind weiterhin jeweils derart gekrümmt (mit übereinstimmenden Krümmungsradien) ausgebildet, dass beide Drehlager 15 in Kombination miteinander mit ihren der Getriebemutter 9 zugewandten Innenflächen eine teilsphärische Schwenklageraufnahme ausbilden, in der ein ebenfalls teilsphärischer Schwenklagerabschnitt, der von der entsprechend gekrümmt (mit zu den Krümmungen der Innenringe 16 der Drehlager 15

übereinstimmendem Krümmungsradius) geformten Außenfläche der Getriebemutter 9 in einem Abschnitt ausgebildet ist, beweglich aufgenommen ist. Dadurch wird von den Drehlagern 15 und der Getriebemutter 9 ein Schwenklager 17 ausgebildet, das grundsätzlich sowohl ein Verdrehen um die Längsachse 4 der Getriebemutter 9 als auch in Grenzen ein Kippen um alle Achsen, die radial bezüglich dieser Längsachse 4 ausgerichtet sind, ermöglicht. Dabei ist für die Funktion des Lenksystems jedoch lediglich ein Kippen der Getriebemutter 9 innerhalb der von den beiden Drehlagern 15 ausgebildeten Lageranordnung relevant, weil sich im Betrieb des Lenksystems bei der Übertragung einer Antriebsleistung von dem Lenkmotor 5 auf die Lenkstange 2 die Getriebemutter 9 mit im Wesentlichen der gleichen Drehgeschwindigkeit wie die Innenringe 16 der Drehlager 15 oder zumindest wie der Innenring16 des dem ersten Getrieberad 10 benachbarten Drehlagers 15 drehen soll.

Für die Spielfreiheit der Lagerung der Getriebemutter 9 innerhalb des Gehäuses 1 sowohl in axialer Richtung (bezüglich der Längsachse 4) als auch in radialer Richtung (bezüglich der Längsachse 4) sind Außenringe 18 der Drehlager 15 jeweils auf derjenigen Seite, die distal bezüglich des jeweils anderen Drehlagers 15 angeordnet ist, unter Zwischenschaltung eines vorgespannten Federelements 19 in Form einer ringförmigen Wellfeder an dem Gehäuse 1 abgestützt. Diese axial Beaufschlagung der Außenringe 18 der Drehlager 15 in Richtung aufeinander zu, die infolge der

Ausgestaltung der Drehlager 15 als Schulterkugellager und infolge deren X-Anordnung auch auf die Innenringe 16 der Drehlager 15 übertragen wird, führt dazu, dass sowohl ein längsaxiales Spiel der Lageranordnung innerhalb des Gehäuses 1 als auch ein längsaxiales sowie radiales Spiel der Aufnahme der Getriebemutter 9 innerhalb der Innenringe 16 der Drehlager 15 verhindert ist, weil die aufeinander zu beaufschlagten Innenringe 16 der Drehlager 15 dadurch zunehmend auf die diesbezüglich jeweils ansteigenden Krümmungen auf der Außenseite der Getriebemutter 9 aufgeschoben werden.

Zur Vereinfachung der Montage des Lenksystems sind die zwei Drehlager 15 im unbelasteten Zustand in einem definierten Abstand zueinander mittels eines

Halteelements 20 verbunden, die jedoch die für das Erreichen der Spielfreiheit vorgesehene Belastung beziehungsweise Bewegung der Drehlager 15 aufeinander zu mittels der Federelemente 19 nicht in einem relevanten Maße behindern.

Um trotz der weitgehenden Spielfreiheit des von der Lageranordnung und der

Getriebemutter ausgebildeten Schwenklagers 17 ein möglichst reibungsarmes Kippen der Getriebemutter 9 innerhalb der Lageranordnung zu gewährleisten, ist im Bereich des Schwenklagers 17 zwischen den Innenflächen der Innenringe 16 der Drehlager 15 und der Außenfläche der Getriebemutter 9 jeweils ein Gleitelement 21 in Form einer Gleitfolie angeordnet. Dabei bilden die Gleitelemente 21 an dem einander

zugewandten Ende einen radial ausgerichteten Abschnitt 33 auf, der dafür vorgesehen ist, in den Zwischenraum zwischen den Innenringen 16 der Drehlager 15 einzugreifen, wodurch verhindert wird, dass sich die Gleitelemente 21 bei einem Kippen der Getriebemutter 9 innerhalb der Lageranordnung mit der Getriebemutter 9 relativ zu den Drehlagern 15 verschieben. Eine gleitende Relativbewegung infolge eines Kippen der Getriebemutter 9 ist folglich lediglich zwischen der Oberfläche in dem

Schwenklagerabschnitt des Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 und den

Innenflächen der Gleitelemente 21 vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des zwischen der Lageranordnung und der Getriebemutter 9 ausgebildeten Schwenklagers 17 ermöglicht trotz der Spielfreiheit, die insbesondere für einen geräuscharmen Betrieb des Lenksystems vorteilhaft ist, ein Schwenken oder Kippen der Getriebemutter 9, das, weil es nicht auf einer elastischen Deformation eines Deformationselements beruht, weitgehend frei von

Rückstellmomenten ist, wodurch eine relativ reibungsarme Funktion des

Kugelgewindetriebs 6 auch dann gewährleistet werden kann, wenn die Lenkstange 2 in dem von der Getriebemutter 9 aufgenommenen Abschnitt infolge einer Biegebelastung eine relativ große Schrägstellung aufweist, die sich auf die Getriebemutter 9 überträgt.

Eine solche Schrägstellung beziehungsweise ein solches Kippen der Lenkstange 2 und der Getriebemutter 9 soll sich nicht auf das erste Getrieberad 10 des Riementriebs übertragen, weil sich dies negativ auf die Fähigkeit zur Übertragung relativ hoher Antriebsleistungen auswirken kann und/oder die Belastung für den Riementrieb und insbesondere den Riemen 1 1 erhöhen kann. Für das erste Getrieberad 10 ist folglich stets eine möglichst parallele Anordnung seiner Rotationsachse 22 zu den

Längsachsen 22 der Drehlager 15 vorgesehen, die dadurch erreicht wird, dass das erste Getrieberad 10 an dem Innenring 16 des diesem benachbarten, in den Fig. 1 , 3 und 5 bis 7 links dargestellten Drehlagers 15 befestigt ist. Hierzu sind mehrere

Schrauben 23 vorgesehen, die durch Durchgangsöffnungen in Klauen 24, die auf der Innenseite des hohlen ersten Getrieberads 10 angeordnet sind, hindurch geführt und in dazugehörige Innengewinde des Innenrings 16 des benachbarten Drehlagers 15 eingeschraubt sind (vgl. insbesondere Fig. 3 und 6).

Wie bereits beschrieben worden ist, ist die kippbare Aufnahme der Getriebemutter 9 innerhalb der von den beiden Drehlagern 15 ausgebildeten Lageranordnung derart, dass eine Übertragung eines Drehmoments in relevanter Höhe zwischen den

Innenringen 16 der Drehlager 15 und der Getriebemutter 9 nicht möglich ist. Da das erste Getrieberad 10 an dem Innenring 16 des diesem benachbarten Drehlagers 15 gelagert ist, gleichzeitig jedoch eine Übertragung der Antriebsleistung von dem ersten Getrieberad 10 auf die Getriebemutter 9 erfolgen soll, um die Funktionsfähigkeit des Lenksystems zu gewährleisten, ist weiterhin eine Kupplung vorgesehen, durch die das erste Getrieberad 10 drehmomentübertragend mit der Getriebemutter 9

zusammenwirkt.

Diese Kupplung ist als Klauenkupplung ausgebildet und umfasst neben den bereits genannten Klauen 24, die auf der Innenseite des hohlen ersten Getrieberads 10 angeordnet sind, noch Klauen 25 der Getriebemutter 9, die von einem ringförmigen Klauenelement 26 (vgl. insbesondere Fig. 6 und 7) ausgebildet sind, das

drehmomentübertragend mit dem Grundkörper 14 der Getriebemutter 9 verbunden und Teil eines Kupplungselements 35 der Getriebemutter 9 ist. Die Verbindung zwischen dem ringförmigen Klauenelement 26 und dem Grundkörper 14 der Getriebemutter 9 ist dadurch realisiert, dass das ringförmige Klauenelement 26 mit seiner Innenseite auf einem axial von dem gekrümmt ausgebildeten Schwenklagerabschnitt beabstandet angeordneten Schaftabschnitt des Grundkörpers 14 gelagert ist. Weiterhin sind sowohl in die Innenseite des Klauenelements 26 als auch in die Außenseite des

Schaftabschnitts des Grundkörpers 14 mehrere (im vorliegenden

Ausgestaltungsbeispiel jeweils vier) sich parallel zur Längsachse 4 der Getriebemutter 9 erstreckende Vertiefungen 27, 28 mit teilkreisförmigem Querschnitt eingebracht, wobei die Vertiefungen 27 des Klauenelements 26 in Überdeckung mit den

Vertiefungen 28 des Grundkörpers 14 gebracht werden können. Die so ausgebildeten Hohlräume dienen der Aufnahme jeweils eines Mitnahmeelements 29 in Form eines (in Längsrichtung geschlitzten) Spannstifts, wobei die Spannstifte beim Einsetzen in die Hohlräume geringfügig radial deformiert werden, so dass durch die elastische und aufweitend wirkende Rückstellwirkung der Spannstifte eine im Wesentlichen spielfreie Verbindung zwischen dem Klauenelement 26 und dem Schaftbereich des

Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 realisiert wird (vgl. insbesondere Fig. 4 bis 6).

Wie bereits beschrieben worden ist, ist vorgesehen, dass die Getriebemutter 9 kippbar sein soll, während ein solches Kippen der Getriebemutter 9 nicht auf das erste

Getrieberad 10 übertragen werden soll. Um dies bei einer im Wesentlichen spielfreien Übertragung der Antriebsleistung mittels der Klauen 24, 25 des ersten Getrieberads 10 und des der Getriebemutter 9 zugehörigen Klauenelements 26 zu erreichen, umfasst das Kupplungselement 35 der Getriebemutter 9 weiterhin ein ringförmiges

Deformationsbauteil 30, das mehrere Deformationselemente 31 umfasst, von denen jedes zur Anordnung zwischen benachbarten Kontaktflächen der Klauen 24, 25 des ersten Getrieberads 10 und des Klauenelements 26 unter elastischer Vorspannung vorgesehen ist. Die Deformationselemente 31 ermöglichen aufgrund ihrer elastischen Verformbarkeit eine definierte Relativbewegung zwischen den Klauen 24, 25 und insbesondere auch eine solche Relativbewegung, die sich aus einem Kippen der Getriebemutter 9 relativ zu den Drehlagern 15 und damit auch relativ zu dem ersten Getrieberad 10 ergibt. Infolge ihrer elastischen Vorspannung verhindern die

Deformationselemente 31 gleichzeitig ein Spiel zwischen den ineinander greifenden Klauen 24, 25 sowie einen direkten Kontakt der beispielsweise aus Metall

ausgebildeten Klauen 24, 25, was sich positiv auf die Geräuschentwicklung im Betrieb des Lenksystems auswirkt.

Um eine Montage der Kupplung zu vereinfachen, sind die in Umfangsrichtung des ringförmigen Deformationselements 30 jeweils benachbart angeordneten

Deformationselemente 31 über jeweils einen Verbindungsabschnitt 32 miteinander verbunden, wodurch ermöglicht wird, das Deformationsbauteil 30 und damit sämtliche Deformationselemente 31 als ein zusammenhängendes (gegebenenfalls auch einstückiges) Bauteil zu handhaben.

Das Klauenelement 26 ist derart ausgebildet, dass dessen Innenfläche geringfügig exzentrisch bezüglich einer Außenfläche des Klauenelements 26 ausgebildet ist. Diese Exzentrizität bewirkt in Verbindung mit einem axialen Abstand zu dem Abschnitt des von der Getriebemutter 9 ausgebildeten Kugelumlaufgewindes, in dem die

kugelförmigen Übertragungselemente 8 angeordnet sind, die Erzeugung eines auf die Getriebemutter 9 wirkenden Kippmoments. Dies dient dazu, durch ein„Verkanten" der Lenkstange 2 innerhalb der Getriebemutter 9 unter Zwischenschaltung der

Übertragungselemente 8 eine Relativbewegung zwischen der Lenkstange 2 und der Getriebemutter 9, die insbesondere durch eine Bewegungsanregung der Lenkstange 2 im Betrieb eines das Lenksystem umfassenden Kraftfahrzeugs begründet sein kann, zu unterdrücken, wodurch verhindert wird, dass die kugelförmigen

Übertragungselemente 8 des Kugelgewindetriebs 6 in den Rillen der

Kugelumlaufgewinde der Lenkstange 2 und der Getriebemutter 9 hin und her bewegt werden, was ansonsten zu einer ungewollten Geräuschentwicklung führen könnte.

In den Fig. 8 bis 12 ist eine Kombination aus Kugelgewindetrieb 6, Lagerung für den Kugelgewindetrieb 6 und (erstem) Getrieberad 10 (Riemenrad) in einer zweiten Ausgestaltungsform dargestellt, wobei die Fig. 8 bis 10 zusätzlich noch eine dazugehörige Lenkstange 2 zeigen. Diese zweite Ausgestaltungsform ist als

Bestandteil eines erfindungsgemäßen Lenksystems vorgesehen, das ansonsten noch zumindest diejenigen zusätzlichen Komponenten umfasst, die in der Fig. 1 für die erste Ausgestaltungsform gezeigt und anhand der Fig. 1 bereits beschrieben worden sind. Im Folgenden soll lediglich auf die relevanten Unterschiede zwischen der ersten Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 1 bis 7 einerseits und der zweiten

Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 8 bis 12 eingegangen werden.

Die zweite Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 8 bis 12 zeichnet sich grundsätzlich durch eine höhere Funktionsintegration aus, was sich in einer deutlich reduzierten Teileanzahl widerspiegelt. Auch bei dieser zweiten Ausgestaltungsform ist ein mit einer Lenkstange 2 zusammenwirkender Kugelgewindetrieb 6 vorgesehen, wobei der Kugelgewindetrieb 6 eine Getriebemutter 9 mit einem Grundkörper 14 umfasst. Der Grundkörper 14 bildet in einem Schwenklagerabschnitt eine teilsphärisch gekrümmte Außenfläche auf, die mit entsprechend teilsphärisch gekrümmten Innenflächen von Innenringen 16 von zwei Drehlagern 15 (einreihige Schulterkugellagern, die eine X- Anordnung aufweisen) zusammenwirken, um ein Schwenklager 17 auszubilden, das ein begrenztes Kippen der Getriebemutter 9 infolge einer entsprechenden

Schrägstellung der von der Getriebemutter 9 aufgenommenen Lenkstange 2 innerhalb der von den Drehlagern 15 ausgebildeten Lageranordnung zu ermöglichen. Dabei sind, wie bei der ersten Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 1 bis 7, zwischen der

Getriebemutter 9 und den Innenringen 16 der Drehlager 15 zwei Gleitelemente 21 , jeweils bestehend aus einer teilsphärisch gekrümmten, halbschalenförmigen Gleitfolie. Anders als bei der ersten Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 1 bis 7 erstrecken sich die beiden Gleitelemente 21 (in Richtung der Längsachse 4 der Getriebemutter beziehungsweise der Lenkstange 2) entlang beider Innenringe 16 der Drehlager 15, so dass nicht, wie bei der ersten Ausgestaltungsform, jedem Innenring 16 ein separates Gleitelement 21 zugeordnet ist. Die beiden Gleitelemente 21 weisen auf ihren der Oberfläche des Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 zugewandten Innenseiten jeweils einen mittig (bezüglich der längsaxialen Enden) angeordneten, umlaufenden und radial ausgerichteten Abschnitt beziehungsweise Vorsprung 33 auf (vgl. Fig. 1 1 ), der dafür vorgesehen ist, in eine komplementäre umlaufende Vertiefung 34 in dem Schwenklagerabschnitt des Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 einzugreifen, wodurch sichergestellt wird, dass sich die Gleitelemente 212 bei einem Kippen der Getriebemutter 9 relativ zu der Lageranordnung stets mit der Getriebemutter 9 mitbewegen. Bei der zweiten Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 8 bis 12 ist demnach vorgesehen, dass die gleitende Relativbewegung bei einem Kippen der Getriebemutter 9 relativ zu der Lageranordnung zwischen den Außenflächen der Gleitelemente 21 und den Innenflächen der Innenringe 16 der Drehlager 15 stattfindet, während dies bei der ersten Ausgestaltung gemäß den Fig. 1 bis 7 zwischen den Innenflächen der dortigen Gleitelemente 21 und der Außenfläche des dortigen Grundkörpers 14 der

Getriebemutter 9 erfolgt. Ein Vorteil, der mit der Ausgestaltung gemäß der zweiten Ausgestaltungsform erreicht werden kann, liegt darin, dass auf eine Feinbearbeitung des teilsphärisch gekrümmten Schwenklagerabschnitts der Oberfläche des

Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 verzichtet werden kann (diese somit

insbesondere lediglich durch Drehen hergestellt werden kann und nicht mehr durch z.B. Schleifen nachbearbeitet werden muss). Da es sich bei den Drehlagern 15 insbesondere um Zukaufteile handeln kann, die ohnehin regelmäßig entsprechend nachbearbeitete Innenflächen der Innenringe 16 aufweisen, kann dadurch der

Herstellungsaufwand für ein erfindungsgemäßes Lenksystem gering gehalten werden.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen dem Lenksystem gemäß den Fig. 1 bis 7 einerseits und demjenigen gemäß den Fig. 8 bis 12 andererseits liegt in der einteiligen Ausgestaltung des Kupplungselements 35, das mit dem Grundkörper 14 der Getriebemutter 9 verbunden ist und Teil der zur Übertragung eines Drehmoments von dem ersten Getrieberad 10 auf die Getriebemutter 9 vorgesehenen Klauenkupplung ist. Das Kupplungselement 35 integriert in einem Bauteil die bei der ersten

Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 1 bis 7 noch separaten Bauteile: Klauenelement 26 und Deformationsbauteil 30. Dazu umfasst das Kupplungselement 35 das im Wesentlichen ringförmige Klauenelement 26, das umfangsseitig in gleichmäßiger Teilung eine Mehrzahl von Klauen 25 ausbildet, die für ein Zusammenwirken mit Klauen 24, die auf die Innenfläche des (ersten) Getrieberads 10 angeordnet sind, vorgesehen sind, indem die Klauen 24, 25 des Klauenelement 26 und des ersten Getrieberads 10 ineinander greifen. Dabei stützen sich diese unter Zwischenschaltung von Deformationselementen 31 ab, die jeweils beidseitig (in Umfangsrichtung) an jede der Klauen 25 des Klauenelements 26 anschließend angeordnet sind. Eine Herstellung des Kupplungselements 35 kann in vorteilhafter Weise durch 2-Komponenten- Spritzguss erfolgen, wobei in einem Spritzgussvorgang das Klauenelement 26 aus beispielsweise einem thermoplastischen Kunststoff und die mit dem Klauenelement 26 verbundenen Deformationselemente 31 aus einem Elastomer ausgebildet werden können.

Anders als bei der Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 1 bis 7 ist bei der zweiten Ausgestaltungsform zudem vorgesehen, das Kupplungselement 35 mittels

Befestigungselementen 37 (z.B. Schrauben oder Spannstifte) an einer längsaxialen Stirnseite des Grundkörpers 14 der Getriebemutter 9 zu befestigen, wobei

diesbezüglich eine definierte Exzentrizität zwischen dem Kupplungselement 35 und dem Grundkörper 14 der Getriebemutter 9 vorgesehen ist (vgl. Fig. 10), um die bereits für die erste Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 1 bis 7 beschriebene Erzeugung eines auf die Getriebemutter 9 wirkenden Kippmoments zu realisieren.

Das Kupplungselement 35 weist weiterhin die Funktion eines Deckels für den

Grundkörper 14 der Getriebemutter 9 auf, wozu in der ersten Ausgestaltungsform gemäß den Fig. 1 bis 7 noch ein separater Deckel 38 vorgesehen ist. Hierbei bildet das Kupplungselement 35 auch einen Führungsabschnitt 39 auf, der in eine entsprechende Vertiefung des Grundkörpers 14 eingreift und Teil einer Rückführung für die

kugelförmigen Übertragungselemente 8 des Kugelgewindetriebs 6 ist. An dem bezüglich des Kupplungselements 35 distal gelegenen längsaxialen Ende wird der Grundkörper 14 auch bei der zweiten Ausgestaltungsform durch einen separaten Deckel 38 verschlossen, der in diesem Fall jedoch ebenfalls, wie das

Kupplungselement 35, mittels mehrerer (konkret drei) Befestigungselemente 37 (z.B. Schrauben oder Spannstifte) an dem Grundkörper 14 befestigt ist, wohingegen bei der erste Ausgestaltungsform hierfür ein Sprengring 36 vorgesehen ist.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse

2 Lenkstange

3 Lenkgetriebe

4 Längsachse der Lenkstange /der Getriebemutter

5 Lenkmotor

6 Kugelgewindetrieb

7 Kugelumlaufgewinde

8 Übertragungselement

9 Getriebemutter

10 erstes Getrieberad

1 1 Riemen

12 zweites Getrieberad

13 Abtriebswelle des Lenkmotors

14 Grundkörper der Getriebemutter

15 Drehlager

16 Innenring eines Drehlagers

17 Schwenklager

18 Außenring eines Drehlagers

19 Federelement

20 Halteelement

21 Gleitelement

22 Längsachse eines Drehlagers / Rotationsachse des ersten Getrieberads

23 Schraube

24 Klaue des ersten Getrieberads

25 Klaue der Getriebemutter

26 Klauenelement

27 Vertiefung des Klauenelements

28 Vertiefung des Grundkörpers der Getriebemutter

29 Mitnahmeelement

30 Deformationsbauteil

31 Deformationselement

32 Verbindungsabschnitt des Deformationsbauteils

33 radial ausgerichteter Abschnitt / Vorsprung eines Gleitelements

34 Vertiefung des Grundkörpers der Getriebemutter Kupplungselement

Sprengring

Befestigungselement

Deckel der Getriebemutter

Führungsabschnitt des Deckels der Getriebemutter




 
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