Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lenkgetriebe für ein Steer-by-Wire- Lenksystem eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Steer-by-Wire-Lenksystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 14.

Bei Steer-by-Wire-Lenksystemen ist die Stellung der gelenkten Räder nicht direkt mit dem Lenkeingabemittel, beispielsweise einem Lenkrad, gekoppelt. Es besteht eine Verbindung zwischen dem Lenkrad und den gelenkten Rädern über elektrische Signale. Der Fahrerlenkwunsch wird von einem

Lenkwinkelsensor abgegriffen, und in Abhängigkeit von dem Fahrerlenkwunsch wird über einen Lenksteller die Stellung der gelenkten Räder geregelt.

In elektromechanischen Lenkgetrieben ist eine Verdrehsicherung und

Lagerung der Koppelstange durch das Zusammenspiel eines

Zahnstangenlenkgetriebes mit einem Druckstück, das die Zahnstange an ein Ritzel drückt, gegeben.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 043 116 Al ist ein

Zahnstangenlenkgetriebe bekannt, bei welchem eine Zahnstange mit einem Ritzel in Eingriff steht, wobei ein Druckstück unter Vorspannung die

Zahnstange gegen das Ritzel drückt. Zur Einstellung der Federvorspannung wird das Drückstückspiel über eine Stellschraube eingestellt. Die

Offenlegungsschrift DE 10 2012 019 654 Al offenbart ein

Zahnstangenlenkgetriebe mit einer Lagerbüchse, welche die Zahnstange umfangsseitig umgibt und im Verzahnungsbereich angeordnet ist. Innerhalb der Lagerschale ist eine Gleitschale vorgesehen, auf welcher die Zahnstange abgestützt ist. Die Vorspannung der Lagerschale erfolgt über eine

Stellschraube.

Durch den Entfall des Zahnstangenlenkgetriebes in Steer-by-Wire-Lenkungen muss eine neue Lösung für eine Lagerung und eine Verdrehsicherung der Koppelstange entwickelt werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lenkgetriebe für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Kraftfahrzeuges anzugeben, das eine verbesserte Lagerung und Verdrehsicherung einer Koppelstange aufweist und zudem einfach zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird von einem Lenkgetriebe für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Steer- by-Wire-Lenksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung genannt.

Demnach ist ein Lenkgetriebe für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines

Kraftfahrzeuges aufweisend eine in einem Lenkgetriebegehäuse gelagerte Koppelstange, wobei die Koppelstange entlang der Längsachse verschiebbar ist, und wobei die Koppelstange in dem Lenkgetriebegehäuse mittels eines Druckstücks verschiebbar entlang einer Längsachse gelagert ist, wobei das Druckstück zwei Lagerelemente aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten der Koppelstange in Umfangsrichtung der Längsachse angeordnet sind, bevorzugt diametral zur Koppelstange. Die beiden Lagerelemente stellen eine einfache Lagerung der Koppelstange dar. Vorzugsweise ist auf der

Koppelstange eine Gewindespindel ausgebildet, die von einer Spindelmutter umgeben ist, welche Teil eines Schraubradgetriebes sind. Die Koppelstange weist bevorzugt keine Verzahnung auf. Sie hat vorzugsweise mindestens zwei Gleitflächen, welche auf Gegengleitflächen im Druckstück aufliegen. Die Koppelstange kann entsprechend auch als Zahnstange ausgebildet sein.

Vorzugweise ist wenigstens eines der beiden Lagerelemente an eine unrunde Profilform der Koppelstange angepasst, sodass das Druckstück eine

Verdrehsicherung ausbildet. Vorzugsweise ist eines der beiden Lagerelemente auf beiden Stirnseiten eben oder geradflächig ausgebildet, sodass ein gerader Zylinder gebildet wird. Die Lagerelemente sind somit so ausgeführt, dass die Koppelstange in Rotation formschlüssig gehalten wird und axial verschiebbar ist. Es ist vorteilhaft, wenn wenigstens eines der Lagerelemente ein Gleitelement auf der Kontaktfläche zwischen dem Lagerelement und der Koppelstange aufweist. Bevorzugt weisen beide Lagerelemente ein

Gleitelement auf. Es kann vorgesehen sein, dass das Gleitelement das

Lagerelement vollumfänglich, vorzugweise als Hülse, umgibt oder sich nur über die Kontaktfläche erstreckt, welche einen geringeren Reibwert aufweist als das Lagerelement. Das Gleitelement ist vorzugsweise als Einlegefolie, die als dünne, reibungsvermindernde Schicht auf der Kontaktfläche aufsitzt. Sie besteht aus einer PTFE-beschichteten Gleitbronze. Die Anordnung des

Gleitelements kann insbesondere bei nicht rotationssymmetrischen über einen Verdrehschutz vorgegeben sein. Bevorzugt ist die Kontaktfläche zwischen einem der Lagerelemente und der Koppelstange planar ausgeführt. Das Gleitelement ist vorzugsweise an einer der Stirnseite des Lagerelements, welche der Koppelstange zugewandt ist, derart angeordnet, dass es das Lagerelement nicht überragt. Das Gleitelement ist bevorzugt als dünne, reibungsvermindernde Schicht auf der Kontaktfläche ausgebildet oder sitzt weiter bevorzugt als Einlegefolie im Lagerelement auf.

Vorzugweise weist das Gleitelement Schmiertaschen für Schmieröl auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gleitelement über eine

Steckverbindung formschlüssig, weiter bevorzugt kraftschlüssig, mit dem entsprechenden Lagerelement verbunden. Dazu weist das Gleitelement auf der dem Lagerelement zugewandten Seite einen Dorn oder eine sonstige, hervorragende Struktur auf, die in eine entsprechende Bohrung des

Lagerelements eingepresst sein kann.

Vorteilhafterweise umfasst das Lenkgetriebe eine Stelleinrichtung, die in Anlage mit einem Lagerelement des Druckstücks steht, wobei das

Lagerelement mittels der Stelleinrichtung in radialer Richtung auf die

Koppelstange bewegbar ist und die Stelleinrichtung das Lagerelement vorspannt. Hierdurch kann das Spiel der Gleitschiebe-Lagerung eingestellt werden. Vorzugsweise weist das Lenkgetriebegehäuse zur Aufnahme des Druckstücks einen sich in Radialrichtung erstreckenden Dom und fluchtend mit dem Dom eine auf einer dem Dom gegenüberliegenden Innenseite Ausnehmung auf, wobei ein erstes Lagerelement des Druckstücks in der Ausnehmung sitzt und ein zweites Lagerelement des Druckstücks in dem Dom, genauer in einer domartigen Öffnung, aufgenommen ist. Das erste Lagerelement kann durch den Dom im Getriebegehäuse montiert werden. Dadurch kann das Gehäuse stark vereinfacht werden. Die Montage des zweiten Lagerelementes erfolgt analog der bereits aus elektromechanischen Lenkungen bekannten Montage eines herkömmlichen einseitigen Druckstücks. Die Ausnehmung ist

vorzugsweise als Sackloch ausgebildet. Es ist weiterhin denkbar und möglich, dass das zweite Lagerelement in einer durchgehenden Öffnung ausgebildet ist, wobei das zweite Lagerelement analog zum ersten Lagerelement mittels einer Stelleinrichtung in Richtung der Koppelstange hinbewegt werden kann.

Vorzugsweise sind das erste und das zweite Lagerelement im Wesentlichen kreiszylindrisch.

Es ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass eine Gewindespindel eines

Schraubgetriebes auf einem ersten Endbereich der Koppelstange ausgebildet ist und in einem, dem ersten Endbereich entlang der Längsachse

gegenüberliegenden zweiten Endbereich die Koppelstange mittels des

Druckstücks in dem Lenkgetriebegehäuse verschieblich gelagert ist.

Vorzugsweise ist das Profil der Koppelstange in dem zweiten Endbereich unrund und der Durchmesser des Profils in diesem Bereich kleiner als der Durchmesser des Profils der Koppelstange im übrigen Bereich. Der Begriff „unrund" bedeutet bei dieser Definition, dass die Grundflächen keine Kreise sind. Die Koppelstange im zweiten Endbereich, in welchem das Druckstück angeordnet ist, kann als regelmäßiges oder unregelmässiges Vieleck bzw. als Polygon oder als Polygonprofile ausgebildet sein.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eines der Lagerelemente auf der koppelstangenahen Seite im Wesentlichen V-förmig korrespondierend zum Profil der Koppelstange ausgebildet und bildet somit die Verdrehsicherung aus. Bevorzugt ist das Schraubgetriebe ein Kugelgewindetrieb.

Weiterhin ist ein Steer-by-Wire-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug umfassend :

- ein auf die gelenkten Räder wirkendes Lenkgetriebe,

- eine Ansteuereinheit,

- einen Feedback-Aktuator, der über ein Lenkeingabemittel von einem

Fahrer mit einem Fahrerwunsch für einen Lenkwinkel beaufschlagt werden kann und ein Feedback-Signal an das Lenkeingabemittel als Reaktion auf den Fahrerwunsch und einen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs ausgibt,

- eine Einrichtung zur Signalübertragung, die den Fahrerwunsch an die

Ansteuereinheit übermittelt, vorgesehen, wobei die Ansteuereinheit das Lenkgetriebe ansteuert, um den Fahrerwunsch in eine Auslenkung der gelenkten Räder zu transformieren und wobei das Lenkgetriebe, wie zuvor beschrieben, ausgebildet ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Koppelstange zur Lenkung der Räder des Kraftfahrzeuges mit Spurstangen verbunden ist.

Obwohl die erfindungsgemäße Lösung bevorzugt in einem Steer-by-Wire Lenksystem eingesetzt wird, ist es denkbar und möglich, dass diese in einer elektromechanischen Lenkvorrichtung implementiert werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es

zeigen :

Figur 1 : eine schematische Darstellung eines Steer-by-Wire-Lenksystems,

Figur 2: einen Längsschnitt durch ein Lenkgetriebe mit Koppelstange und

Kugelgewindetrieb, Figur 3: eine Explosionszeichnung eines Druckstücks zur Lagerung der Koppelstange,

Figur 4: einen Längsschnitt durch das Druckstück,

Figur 5: eine räumliche Ansicht eines ersten Lagerelementes des

Druckstücks, sowie

Figur 6: eine räumliche Ansicht eines zweiten Lagerelementes des

Druckstücks.

In der Figur 1 ist ein Steer-by-Wire-Lenksystem 1 gezeigt. An einer Lenkwelle 2 ist ein nicht dargestellter Drehwinkelsensor angebracht, welcher das durch Drehen eines Lenkeingabemittels 3, welches im Beispiel als Lenkrad

ausgebildet ist, aufgebrachten Fahrerlenkwinkel erfasst. Es kann aber zusätzlich auch ein Lenkmoment erfasst werden. Als Lenkeingabemittel kann ein Joy-Stick dienen. Des Weiteren ist an der Lenkwelle 2 ein Feedback- Aktuator 4 angebracht, welcher dazu dient, die Rückwirkungen von der Fahrbahn 60 auf das Lenkrad 3 zu simulieren und somit dem Fahrer eine Rückmeldung über das Lenk- und Fahrverhalten des Fahrzeugs zu geben. Der Fahrerlenkwunsch wird über den vom Drehwinkelsensor gemessenen

Drehwinkel der Lenkwelle 2 an eine nicht dargestellte Feedback-Aktuator- Monitoreinheit übertragen. Die Feedback-Aktuator-Monitoreinheit überträgt den Fahrerlenkwunsch an eine Ansteuereinheit. Die Feedback-Aktuator- Monitoreinheit übernimmt bevorzugt auch die Ansteuerung des Feedback- Aktuators 4. Die Feedback-Aktuator-Monitoreinheit kann auch integral mit der Ansteuereinheit ausgebildet sein. Die Ansteuereinheit steuert in Abhängigkeit von dem Signal des Drehwinkelsensors sowie weiteren Eingangsgrößen einen elektrischen Lenkaktuator 5 an, welcher die Stellung der gelenkten Räder 6 steuert. Der Lenkaktuator 5 ist Teil eines Lenkgetriebes 7 aufweisend eine in einem Lenkgetriebegehäuse 8 verschieblich gelagerte Koppelstange. Die Koppelstange wirkt über Spurstangen 8 und anderen Bauteilen mittelbar auf die gelenkten Räder 6.

Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe 7 mit einem antreibbaren Kugelgewindetrieb 10. Eine Kugelmutter 11 ist koaxial zur Längsachse 100 angeordnet und wird von einer Kugelgewindespindel 12 koaxial zur Längsachse 100 durchsetzt. Ein Drehmoment kann von der

Kugelmutter 11 über Kugeln 13 zur Kugelgewindespindel 12 übertragen werden. Die Kugelmutter 11 ist mittels eines Kugellagers 14 in dem

Lenkgetriebegehäuse 8 drehbar gelagert. Eine Drehbewegung der Kugelmutter 11 wird in eine translatorische Bewegung der Kugelgewindespindel 12 entlang der Längsachse 100 überführt.

Die Kugelgewindespindel 12 ist auf einem ersten Endbereich 15 einer

Koppelstange 16 ausgebildet, die an ihren Enden jeweils mit einer Spurstange 9 mittels eines Kugelgelenks 17 verbunden ist. Die Koppelstange 16 ist in einem, dem ersten Endbereich entlang der Längsachse 100

gegenüberliegenden zweiten Endbereich 18 mittels eines Druckstücks 19 in dem Lenkgetriebegehäuse 8 verschieblich gelagert. Das Druckstück 19 weist zwei Lagerelemente 20,21 auf, die in Umfangsrichtung der Längsachse 100 auf gegenüberliegenden Seiten, diametral zur Koppelstange 16 angeordnet sind. In dem zweiten Endbereich 18 weist die Koppelstange 16 im Querschnitt ein unrundes Profil auf, das im Zusammenspiel mit dem Druckstück 19 eine Verdrehsicherung ausbildet. Das Lenkgetriebegehäuse 8 weist eine domartige Öffnung 22 zur Aufnahme des Druckstücks 19 auf. Ein Lagerelement 20 des Druckstücks 19 wird mittels einer Stelleinrichtung 23 in Richtung der gestrichelten Längsachse 110 auf die Koppelstange 16 hin bewegt.

Das im Lenkgetriebegehäuse 8 angeordnete Druckstück 19 mit

Stelleinrichtung 23 ist im Detail in Figur 3 dargestellt. Fluchtend mit dem Dom 220 weist das Gehäuse 8 auf einer dem Dom 220 gegenüberliegenden

Innenseite eine Ausnehmung 24 zur Aufnahme eines ersten Lagerelementes 21 auf. Das erste Lagerelement 21 ist, wie in Figur 5 im Detail dargestellt, zylindrisch ausgeformt. Es weist eine mittig durchsetzende Bohrung 25 auf.

Das erste Lagerelement 21 ist auf seinen Stirnseiten eben oder geradflächig ausgebildet. Die Kontaktfläche 26 zwischen dem ersten Lagerelement 21 und der Koppelstange 16 ist planar ausgeführt. Das erste Lagerelement 21 beschreibt im Wesentlichen einen geraden Zylinder, wobei eine der Stirnseiten an der Koppelstange 16 anliegt. Die Stirnseite, welche an der Koppelstange 16 anliegt, weist außen einen kreisrunden Steg auf. Die Koppelstange 16 ist in dem in Anlage mit dem ersten Lagerelement 21 stehenden Bereich

korrespondierend zu dem ersten Lagerelement 21 ausgebildet. Es ist ein Gleitelement 27 vorgesehen, dass über eine Steckverbindung formschlüssig mit dem ersten Lagerelement 21 verbunden ist. Dazu weist das Gleitelement 27 auf der dem Lagerelement zugewandten Seite einen Dorn 270 oder eine sonstige, hervorragende Struktur auf, die in die Bohrung 25 des ersten

Lagerelements eingepresst ist. Das Gleitelement 27 streckt sich über einen Großteil der Kontaktfläche 26 und ist in diesem Fall nur auf der Kontaktfläche 26, zwischen erstem Lagerelement 21 und Koppelstange 16 ausgebildet. Das Gleitelement 27 überragt bevorzugt nicht den Steg ersten Lagerelements 21. Der Grundkörper des Lagerelements 21 ist als Blechelement ausgebildet, auf welchem auf der Kontaktfläche 26 das Gleitelement 27 angeordnet ist, welches einen geringeren Reibwert aufweist als der Grundkörper. Das

Gleitelement 27 ist in der gezeigten Ausführungsform eine Einlegefolie, die als dünne, reibungsvermindernde Schicht auf der Kontaktfläche 26 aufsitzt. Sie besteht aus einer PTFE-beschichteten Gleitbronze. Die Anordnung des

Gleitelements 27 kann über einen nicht dargestellten Verdrehschutz

vorgegeben sein.

Der Durchmesser des Profils der Koppelstange 16 ist in dem zweiten

Endbereich 18 kleiner als der Durchmesser der Koppelstange 16 im übrigen Bereich. Die Koppelstange 16 ist verschlankt, damit das erste Lagerelement des Druckstücks 21 Platz im Lenkgetriebegehäuse 8 findet und das unrunde Profil der Koppelstange 16 ausgebildet werden kann.

Das zweite Lagerelement 20 des Druckstücks 19 weist ebenfalls eine

zylindrische Grundform und damit einen kreisförmigen Querschnitt auf. Es ist im Detail in Figur 4 dargestellt.

In bekannter Art und Weise weist das zweite Lagerelement 20 auf einer ersten, koppelstangefernen Stirnseite 260, welche einer zweiten Stirnseite 28 gegenüberliegt, eine Vertiefung 29 aufweisend ein dornartiges Element 30 auf. Diese dienen dem Sitz einer Schraubenfeder 31, die Teil der Stelleinrichtung 23 ist. Die Stelleinrichtung 23 umfasst weiterhin eine Stellschraube 32 und ein Stellelement 33. Das Stellelement 33 liegt in Anlage mit dem zweiten

Lagerelement 20 auf der ersten Stirnseite 260. Das Stellelement 33 weist eine durchsetzende Gewindebohrung 34 auf, in die die Stellschraube 32 von außen in Richtung auf die Koppelstange 16 bewegend eingeschraubt werden kann.

Die Stellschraube 32 drückt gegen die in das Stellelement 33 ragende

Schraubenfeder 31, so dass mittels der Stelleinrichtung 23 der Druck zwischen Druckstück und Koppelstange 16 in der Neutralstellung voreingestellt bzw. nachgestellt werden kann. Das Stellelement 33 weist in Längsrichtung in einem oberen bis mittleren Bereich zwei umlaufende Vertiefungen 35 zur Aufnahme von ringförmigen Dämpfungselementen (hier: ein O-ring) auf. Diese Dämpfungselemente dienen neben der Dämpfung der Bewegung auch der Minimierung des radialen Spiels.

Das zweite Lagerelement 20 weist auf seiner zweiten, koppelstangenahen Seite 28 eine Kontaktfläche 36 auf, die dem unrunden Profil der Koppelstange 16 im zweiten Endbereich 18 angepasst ist. In eine mittig durchsetzende Bohrung 37 ist ein Gleitelement 38 eingepresst. Das Gleitelement 38 überdeckt die Kontaktfläche 36 vollständig und umschließt das zweite

Lagerelement 20 auch im Bereich der Mantelfläche. Das Gleitelement 38 ist im Bereich der zweiten Seite 28 des zweiten Lagerelements 20 in einer zur Bohrung 37 beabstandeten Vertiefung 39 zur Ausbildung einer

Verdrehsicherung eingepresst. Das Gleitelement 38 weist Schmiertaschen 40 zur Aufnahme von Schmieröl auf.

Figur 6 zeigt die einzelnen Komponenten des Druckstücks 19 und der

Stelleinrichtung 23 in einer Explosionszeichnung. Die beiden Lagerelemente 20,21 sind an die Profilform der Koppelstange 16 angepasst. Das zweite Lagerelement 20 ist auf der koppelstangenahen Seite im Wesentlichen V- förmig ausgebildet. Es sind auch andere Formen denkbar, die eine

Formschlussgeometrie ermöglichen und gegen Rotation sichern. Die

Koppelstange 16 liegt im zweiten Endbereich 18, der sich über den gesamten Verstellweg der Koppelstange relativ zum Druckstück 19 erstreckt, ausschließlich auf den beiden Gleitflächen, der sich gegenüberliegenden Gleitelemente 26,38 auf. Sie ist verschieblich entlang der Längsachse 100 gelagert.