Getriebe eines Lenksystems eines Fahrzeuges

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe eines Lenksystemseines eines Fahrzeuges. Im Stand der Technik sind globoidisch ausgeführte Schraubritzel/Schnecken bekannt. Das Dokument DE 102010027744A1 betrifft ein Schneckenrad mit einer globoidisch ausgebildeten Zähne aufweisenden Verzahnung. Ein solches Schneckenrad lässt sich nicht axial aus einem Werkzeug, wie es zum Gießen oder Spritzgießen

verwendet wird, entformen. Deshalb nimmt bei dem Schneckenrad die Dicke der Zähne von einer Stirnseite des Schneckenrads zur anderen

Stirnseite hin ab. Das Dokument DE 102013013606 AI offenbart ein

Verfahren zur Herstellung globoider Schnecken, wobei die zu fertigende Schnecke von mindestens einer Walze mit Zähnen durch eine

translatorische und/oder rotatorische Bewegung in Walzenachsrichtung und gleichzeitige Drehung der Schnecke um die Schneckenachse so umgeformt wird, dass ein Zahnprofil auf der Schnecke entsteht.

Offenbarung der Erfindung

Globoidisch ausgeführte Schraubritzel/Schnecken werden ohne

Spielkompensation in Schraubradgetrieben gelagert. Hierdurch kann das am Kunststoffschraubrad auftretende Setzen wegen der starr ausgeführten Lagerstellen nicht kompensiert werden. Setzen stellt das plastische Umformen dar. Eine Aufgabe ist daher, globoidisch ausgeführte Schraubritzel/Schnecken zur Verfügung zu stellen, die ein am Kunststoffschraubrad auftretendes Setzen kompensieren können.

Als erste Ausführungsform der Erfindung wird ein Getriebe eines

Lenksystems eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, umfassend: eine

Schnecke und ein Schneckenrad, wobei sich durch die Überdeckung der Schnecke mit dem Schneckenrad ein Eingriffsbereich ergibt, wobei die Schnecke globoidisch oder als Globoid ausgebildet ist, wobei die

Schnecke mit einer Lagerstelle in einer Anlagerung aufgenommen wird, wobei die Anlagerung mit dem Gehäuse verbunden ist.

Durch eine hohe Quersteifigkeit wird eine Beschädigung der Schnecke und/oder des Schneckenrads durch eine Bewegung in Richtung der

Verzahnungsebene/des Eingriffsbereichs/des Verzahnungsangriffs verhindert. Hierdurch wird eine hohe Lebensdauer des Getriebes sichergestellt.

Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Getriebe zur Verfügung gestellt, wobei die Anlagerung derart ausgebildet ist, dass eine Bewegungsmöglichkeit der Schnecke heraus und hinein in den Eingriffsbereich ermöglicht wird.

Durch das Ermöglichen einer Bewegungsmöglichkeit der Schnecke senkrecht zur Eingriffsfläche mit dem Schneckenrad wird ein sauberes Eingreifen der Schnecke in das Schneckenrad ermöglicht.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Getriebe zur Verfügung gestellt, wobei die Schnecke zumindest abschnittsweise innerhalb einer Hülse oder einem Rohr angeordnet ist und/oder wobei die Hülse oder das Rohr durch die Anlagerung derart angelagert ist, dass die Anlagerung sich auf Höhe des Eingriffsbereichs befindet und/oder wobei die Anlagerung tangential zum Eingriffsbereich angeordnet ist.

Durch eine Anlagerung innerhalb der Fläche des Eingriffsbereichs wird eine Querbewegung von Schnecke zu Schneckenrad verhindert.

Durch die Anordnung der Anlagerung innerhalb eines Rohrs oder einer Hülse ergibt sich eine einfache Montage des Getriebes an dem Gehäuse.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Getriebe zur Verfügung gestellt, wobei die Anlagerung mit einem Gehäuse, in dem das Getriebe angeordnet ist, über ein Stoffschlussgelenk und/oder ein Kraftschlussgelenk und/oder ein Formschlussgelenk verbunden ist und/oder wobei die Anlagerung als Festkörpergelenk oder als Gleitlager oder als Wälzlager ausgebildet ist.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Getriebe zur Verfügung gestellt, wobei die Schnecke mittels einer Drehstabfeder und/oder einer Blattfeder und/oder einer Spiralfeder und/oder einer Schraubenfeder und/oder einem Elastomer und/oder einem Aktuator in Richtung des

Schneckenrads angefedert ist und/oder bewegbar ist.

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Getriebe zur Verfügung gestellt, wobei die Anlagerung benachbart zum Eingriffsbereich angeordnet ist.

Durch die zum Eingriffsbereich benachbarte Anlagerung wird eine weitere Erhöhung der Quersteifigkeit erzielt. Durch die hohe Steifigkeit wird eine Querbewegung des Schraubritzels weit möglichst eingeschränkt. Außerdem werden die durch Verzahnungsabweiskräfte hervorgerufenen Bewegungen der Schnecke unterdrückt.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Getriebe zur Verfügung gestellt, wobei die Mittellängsachse der Schnecke und die Längsmittelachse des Schneckenrads in einem Winkel zueinander stehen, wobei der Winkel im Bereich von 45° bis 90° oder -45° bis -90°, insbesondere im Bereich 60° bis 90° oder -60° bis -90° liegt, bzw. insbesondere ±75° oder ±90° ist.

Der Winkel wird als Achskreuzwinkel bezeichnet.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Getriebe zur Verfügung gestellt, wobei die Anlagerung ein erstes und ein zweites Lager umfasst, wobei das erste Lager zum zweiten Lager einen Abstand aufweist, wobei sich die Anlagerung an das Gehäuse annähernd über den Abstand erstreckt.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Getriebe zur Verfügung gestellt, wobei der Abstand der Längserstreckung der Schnecke entspricht und/oder wobei das erste Lager ein Loslager ist und/oder wobei das zweite Lager ein Festlager ist und/oder wobei das Loslager und/oder das Festlager federnd ausgebildet sind.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Getriebe zur Verfügung gestellt, wobei das erste und/oder das zweite Lager axial vorgespannt sind.

Hierdurch wird eine spielfreie Lagerung der Schnecke auf dem Schneckenrad sichergestellt. Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, eine elastisch aufgehängte Lagerstelle derart anzuordnen, dass ein Setzen bzw. ein Zahnflankenspiel auf Kunststoff-Schraubrad-Flanken in Verbindung mit globoidischen

Schraubritzel/Schnecken kompensiert wird. Erfindungsgemäß werden hierzu die globoidisch ausgebildeten Schraubritzel/Schnecken mit einem Festlager und einem Loslager gelagert, wobei beide Lager federnd ausgeformt sind.

Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen

Fig. 1 Globoidschnecke im Getriebe mit Anfederkonzept,

Fig. 2 die relativen Ebenen des Anfederkonzepts für eine Globoidschnecke,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Globoidschnecke und des Schneckenrads,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Anfederkonzepts für eine

Globoidschnecke,

Fig. 5 eine seitliche Schnittdarstellung des Anfederkonzepts,

Fig. 6 eine Schnecke 1 als Globoid und

Fig. 7 eine globoidisch ausgeführte Schnecke 1. DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER

AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Anfederkonzepts mit einer Globoidschnecke 1, die in ein Schneckenrad 2 eingreift, wobei die

Globoidschnecke 1 an einem Loslager 10 federnd angeordnet ist. Ein zweites Lager der Globoidschnecke 1 ist als Festlager 5 ausgebildet. Beide Lager sind mit einem Federkonzept 4 ausgebildet. Die Globoidschnecke 1 ist über eine Motorwelle 6 mit dem Motor 3 verbunden.

Fig. 2 zeigt die relevanten Ebenen des Anfederkonzepts mit der Ebene 12, die die Anbindung an ein Gehäuse darstellt. Die Ebene 13, die beispielsweise als Blattfeder ausgebildet ist, stellt die Anlagerung an das Gehäuse dar. Die Ebene 14 stellt die Mittelschnittebene des Schneckenrads 2 dar. Außerdem sind Ebenen 18a als relevante Ebenen der Globoidschnecke gezeigt. Die Ebene 13 ist tangential zur Eingriffsebene des Schneckenrads 2 mit der Schnecke ausgebildet, wodurch sich eine hohe Quersteifigkeit ergibt. Hierdurch wird eine Bewegung der Schnecke entlang der Eingriffsfläche erschwert bzw. verhindert. Quersteifigkeit ist dadurch definiert, dass eine Bewegung der Globoidschnecke bzw. Globoidritzel in x-Richtung weitgehend vermieden bzw. reduziert wird.

Fig. 3 zeigt das Schneckenrad 2 und die Globoidschnecke 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung mit einem Festkörpergelenk 9 und einem Anschlag 7.

Außerdem ist der Hebelarm 8 und die Tangentialkraft 16 auf die Schnecke 1 dargestellt. Das Festkörpergelenk 9 befindet sich in der Nähe des

Verzahnungseingriffs/Eingriffsbereichs 18, so dass die Tangentialkraft 16 ohne Biegemoment aufgenommen wird. Das Festkörpergelenk 9 ist daher zum Verzahnungseingriffs/Eingriffsbereichs 18 benachbart. Vorteilhafterweise wird die Anlagerung 9 der Schnecke 1 derart vorgenommen, dass der

Verzahnungseingriff/der Eingriffsbereich 18 von Schnecke 1 und Schneckenrad

2 in der Nähe der Anlagerung ist. In der Darstellung der Fig. 3 ist die Anlagerung insbesondere bei z=0 angeordnet, wodurch die Anlagerung 9 und der Eingriffsbereich 18 in einer Ebene liegen. Der Eingriffsbereich 18 bildet sich in Verbindung mit einer Globoidschnecke bzw. globoidischen Schnecke als kreisförmiges Segment auf Höhe der Teilkreisradien aus.

Die Anlagerung 9 kann als Blattfeder ausgeführt sein. Durch die Ausbildung der Blattfeder auf Höhe des Schnittpunktes der beiden Teilkreise der

Verzahnung, wird der Hebelarm 8 der Tangentialkraft 16 in der Verzahnung der Schnecke 1 reduziert. Außerdem wird hierdurch eine Biegung der Blattfeder um die Längsachse vermieden. Zusätzlich kann in einem betreffenden

Getriebegehäuse ein Anschlag 7 vorgesehen sein, damit die Schnecke 1 in ihrer Schwenkbewegung eingeschränkt wird.

Fig. 4 zeigt eine Globoidschnecke 1 in einer perspektivischen Darstellung, wobei die Globoidschnecke 1 durch eine Federung 4, beispielsweise eine

Blattfeder, an einem Gehäuse 17 angeordnet ist. Die Schnecke 1 kann durch zwei Wälzlager innerhalb des Rohrs 20 gelagert sein. Die Anlagerung 19 an dem Gehäuse 17 erstreckt sich in axialer Richtung der Schnecke 1. Durch diese axiale Ausdehnung können die Querbewegungen gering gehalten werden, wodurch sich eine hohe Quersteifigkeit ergibt.

Fig. 5 zeigt dieselbe Globoidschnecke 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung mit der Anlagerung 19 mittels einer Blattfeder 4, wobei die Schnecke 1 innerhalb eines Rohrs 20 angeordnet ist und die Schnecke 1 mit dem

Schneckenrad 2 eine Eingriffsfläche 18 aufweist.

Fig. 6 zeigt eine Schnecken 1 - Schneckenrad 2 -Anordnung, wobei die Schnecke 1 als Globoid ausgeführt ist.

Fig. 7 zeigt eine Schnecken 1 - Schneckenrad 2 -Anordnung, wobei die Schnecke 1 globoidisch ausgeführt ist. Der Unterschied zwischen einem Globoid als Schnecke 1 und einer globoidischen Schnecke 1 kann darin gesehen werden, dass der Globoid über seine gesamte Längsausdehnung einen konstanten Abstand zum Schneckenrad 2 einhält, wobei dies für eine globoidische Schnecke 1 nicht zutrifft. Stattdessen weist eine globoidisch ausgeführte Schnecke 1 einen Bereich entlang ihrer Längsausdehnung auf, der im Eingriff mit dem Schneckenrad 2 steht und zwei weitere Bereiche, vor und hinter dem ersten Bereich, die nicht im Eingriff mit dem Schneckenrad 2 stehen.

Die beschriebenen Anordnungen zeigen insbesondere folgende Vorteile:

• Ein mögliches Zahnflankenspiel kann kompensiert werden.

• Eine Querbewegung der globoidischen Schnecke/Schraubritzel zum Schneckenrad wird verhindert. Es ergibt sich eine hohe Quersteifigkeit

Es sei angemerkt, dass der Begriff„umfassen" weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff„ein" und„eine" mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.

Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der

Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.