Die Erfindung betrifft eine Getriebebaugruppe für eine elektromechanische Servolenkung, mit einer Riemenscheibe, die um eine Längsachse drehbar ist sowie durch einen Treibriemen angetrieben werden kann, und einer Getriebemutter, die um die Längsachse drehbar ist sowie in einen Spindelabschnitt einer Zahnstange eingreifen und die Zahnstange axial verschieben kann.

Derartige Riemenantriebe, insbesondere Zahnriemenantriebe, sind mittlerweile zur Einleitung einer Lenkhilfskraft bei elektromechanischen Servolenkungen weit verbreitet.

So zeigt beispielsweise die gattungsgemäße EP 2 128 496 A2 eine solche Getriebebaugruppe für Servolenkungsantriebe, wobei die als Zahnriemenrad bezeichnete Riemenscheibe einen topf- oder glockenförmigen Grundkörper mit einer am Außenumfang angeordneten Verzahnung sowie wenigstens eine separate Bordscheibe aufweist, wobei die Verzahnung des Grundkörpers auf beiden Stirnseiten mit je einer Bordscheibe abgeschlossen ist. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Getriebebaugruppe für eine elektromechanische Servolenkung zu schaffen, die konstruktiv einfach aufgebaut ist sowie eine rasche und zuverlässige Montage der Riemenscheibe an der Getriebemutter erlaubt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Getriebebaugruppe der eingangs genannten Art, bei der ein separater Kopplungsring vorgesehen ist, der ein erstes Formschlusselement zur drehfesten Verbindung mit der Getriebemutter sowie ein zweites Formschlusselement zur drehfesten Verbindung mit der Riemenscheibe aufweist. Diese Formschlussverbindung zwischen der Riemenscheibe und der Getriebemutter mittels eines einfachen Kopplungsrings ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Niet- oder Schraubverbindung mit mehreren Verbindungselementen konstruktiv einfacher, preiswerter und montagefreundlicher.

In einer Ausführungsform der Getriebebaugruppe sind die Riemenscheibe, die Getriebemutter und der Kopplungsring koaxial ausgerichtet, wobei die Riemenscheibe die Getriebemutter umschließt und der Kopplungsring radial zwischen der Riemenscheibe und der Getriebemutter angeordnet ist. Dieser koaxiale Aufbau der Getriebebaugruppe ermöglicht ein axiales Aufeinanderstecken der Einzelbauteile, gegebenenfalls unter elastischer Verformung des Kopplungsrings, und damit eine einfache und rasche Montage. Der Kopplungsring weist bevorzugt ein drittes Formschlusselement zur axialen Fixierung des Kopplungsrings an der Getriebemutter auf. Diese Formschlussverbindung verhindert zuverlässig und mit geringem Aufwand eine unerwünschte, axiale Relativverschiebung zwischen dem Kopplungsring und der Getriebemutter. Vorzugsweise ist der Kopplungsring ein offener, radial verformbarer Ring. Infolge dieser Verformbarkeit lässt sich der Kopplungsring zunächst äußerst montagefreundlich auf die Getriebemutter aufstecken und danach durch Form- schluss äußerst zuverlässig an der Getriebemutter fixieren.

Insbesondere kann der Kopplungsring ein elastischer, C-förmiger Kopplungs- clip sein. In diesem Fall muss der Kopplungsring lediglich radial aufgeweitet und axial auf die Getriebemutter geschoben werden, bis er aufgrund seiner Elastizität selbständig radial einwärts in seine Montageposition einschnappt und mit der Getriebemutter eine Formschlussverbindung ausbildet.

Bei einer Ausführung des Kopplungsrings als offener, radial verformbarer Ring und/oder elastischer, C-förmiger Kopplungsclip ist an einer radialen Außenseite der Getriebemutter vorzugsweise eine Nut ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung erstreckt, wobei der Kopplungsring einen radial nach innen ragenden Vorsprung aufweist, der im montierten Zustand der Getriebebaugruppe in die Nut der Getriebemutter eingreift. Der nach innen ragende Vorsprung des Kopplungsrings bildet somit ein drittes Formschlusselement, das mit geringem Aufwand eine axiale Fixierung des Kopplungsrings an der Getriebemutter sicherstellt. Ferner kann an der Getriebemutter ein radial nach außen vorstehender Flansch ausgebildet sein, der eine radiale Ausnehmung aufweist, wobei das erste Formschlusselement des Kopplungsrings im montierten Zustand der Getriebebaugruppe formschlüssig in diese Ausnehmung eingreift. Das erste Formschlusselement ist beispielsweise eine radial einwärts ragende Rippe, die in einer Umfangswand des Kopplungsrings ausgebildet ist und sich in axialer Richtung erstreckt.

In einer weiteren Ausführungsform der Getriebebaugruppe weist der Kopplungsring ein viertes Formschlusselement zur axialen Fixierung des Kopplungs- rings an der Riemenscheibe auf. Damit sorgt das vierte Formschlusselement in Verbindung mit dem dritten Formschlusselement für eine zuverlässige, axiale Formschlussverbindung zwischen der Riemenscheibe und der Getriebemutter, wohingegen das erste Formschlusselement und das zweite Formschlusselement eine drehfeste Formschlussverbindung zwischen der Riemenscheibe und der Getriebemutter sicherstellen.

In dieser Ausführungsform weist die Riemenscheibe bevorzugt einen radial nach innen vorstehenden Flansch auf, und das vierte Formschlusselement ist bevorzugt ein in radialer Richtung elastischer Rasthaken, der im montierten Zustand der Getriebebaugruppe mit einem radialen Innenrand des Flansches eine Rastverbindung ausbildet. Demzufolge muss die Riemenscheibe bei der Montage der Getriebebaugruppe lediglich axial auf den an der Getriebemutter fixierten Kopplungsring aufgeschoben werden, bis das vierte Formschlusselement in einer Montageposition der Riemenscheibe einrastet und die Riemenscheibe in axialer Richtung zuverlässig am Kopplungsring fixiert. Insbesondere kann die Riemenscheibe einen radial nach innen vorstehenden Flansch mit einer radialen Ausnehmung und/oder einer axialen Öffnung aufweisen, wobei das zweite Formschlusselement des Kopplungsrings im montierten Zustand der Getriebebaugruppe in die Ausnehmung und/oder Öffnung eingreift. Das zweite Formschlusselement ist z.B. ein axialer Fortsatz, wobei bevorzugt mehrere axiale Fortsätze vorgesehen sind, die beim axialen Aufstecken der Riemenscheibe in zugeordnete Ausnehmungen und/oder Öffnungen eingreifen und eine zuverlässige, drehfeste Verbindung zwischen der Riemenscheibe und dem axial an der Riemenscheibe fixierten Kopplungsring gewährleisten.

Vorzugsweise ist der Kopplungsring ein Kunststoff ring. Kunststoffringe bieten den Vorteil, dass sie auch bei komplexerer Geometrie einfach und kostengünstig herstellbar sind sowie darüber hinaus durch ihr geringes Gewicht zu einer besonders leichten Konstruktion der Getriebebaugruppe beitragen.

Ferner kann auch die Riemenscheibe aus einem Kunststoff, insbesondere einem Phenolharz, hergestellt sein, sodass sich in Bezug auf die Riemenscheibe ebenfalls Material kosten und Gewicht einsparen lassen. Alternativ sind aber auch Ausführungsvarianten denkbar, bei denen die Riemenscheibe eine beispielsweise aus Stahl gefertigte Metallhülse aufweist, die gegebenenfalls mit einem Kunststoff zur Ausbildung einer Verzahnung umspritzt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:

- Figur 1 einen schematischen Ausschnitt einer elektromechanischen Servolenkung mit einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe;

- Figur 2 eine perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe vor der Montage eines Kopplungsrings an einer Getriebemutter; - Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe vor der Montage einer Riemenscheibe;

- Figur 4 eine teilgeschnittene, perspektivische Ansicht der Getriebebaugruppe gemäß Figur 3 im montierten Zustand;

- Figur 5 einen Längsschnitt durch zweite Formschlusselemente der Getriebe- baugruppe gemäß Figur 4; und

- Figur 6 einen Längsschnitt durch vierte Formschlusselemente der Getriebebaugruppe gemäß Figur 4.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Teilansicht einer elektromechanischen Servolenkung 8 eines Fahrzeugs im Bereich einer Getriebebaugruppe 10 zur Einleitung einer Lenkhilfskraft. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Servolenkung 8 als Zahnstangenlenkung ausgebildet, bei der in bekannter Weise ein Fahrzeuglenkrad über eine Lenksäule mit einem Ritzel verbunden ist, wobei das Ritzel mit einer Zahnstange 12 kämmt, sodass diese durch eine am Lenkrad aufgebrachte, manuelle Lenkkraft beaufschlagt wird. An ihren axialen Enden ist die Zahnstange 12 durch jeweils ein Kugelgelenk mit Spurstangen und über die Spurstangen mit lenkbaren Rädern des Fahrzeugs gekoppelt. Selbstverständlich bezieht sich die Erfindung jedoch auch auf sogenannte „Steer-by-Wire" Lenkungen, das heißt elektromechanische Servolenkungen 8, bei denen zwischen dem Lenkrad und der Zahnstange 12 keine mechanische Verbindung besteht.

Die Lenkhilfskraft wird gemäß Figur 1 durch einen Elektromotor 14 bereitgestellt, der über eine Motorwelle 16 ein Antriebsrad 18 betätigt. Das Antriebsrad 18 ist über einen Treibriemen 20 mit einer um eine Längsachse A drehbaren Riemenscheibe 22 der Getriebebaugruppe 10 gekoppelt. Die Riemenscheibe 22 ist drehfest mit einer Getriebemutter 24 verbunden, welche in einen Spindelabschnitt 26 der Zahnstange 12 eingreift und ein vom Elektromotor 14 aufgebrachtes Drehmoment in eine axiale Lenkhilfskraft umsetzt. Zusammenfassend wird die Getriebebaugruppe 10 vom Elektromotor 14 folglich so angetrieben, dass sie um die Längsachse A rotiert und dabei die Zahnstange 12 in axialer Richtung verschiebt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Riemenscheibe 22 an einer radialen Außenseite eine nicht näher dargestellte Verzahnung auf. Ferner ist das Antriebsrad 18 des Elektromotors 14 als Zahnrad und der Treibriemen 20 als Zahnriemen ausgebildet, welcher formschlüssig in die Verzahnungen der Riemenscheibe 22 und des Antriebsrads 18 eingreift, um den Schlupf im Getriebe zu minimieren.

Die Figuren 2 bis 4 veranschaulichen, wie die in Figur 1 dargestellte Getriebebaugruppe 10 zusammengebaut wird.

Hierbei wird deutlich, dass die Getriebebaugruppe 10 für die elektromecha- nische Servolenkung 8 außer der Riemenscheibe 22 und der Getriebemutter 24 noch einen separaten Kopplungsring 28 umfasst, der ein erstes Formschlusselement 30 zur drehfesten Verbindung mit der Getriebemutter 24 sowie ein zweites Formschlusselement 32 zur drehfesten Verbindung mit der Riemenscheibe 22 aufweist.

Gemäß Figur 2 ist an der Getriebemutter 24 ein radial nach außen vorstehender Flansch 34 ausgebildet, der eine radiale Ausnehmung 36 aufweist, wobei das erste Formschlusselement 30 des Kopplungsrings 28 im montierten Zustand der Getriebebaugruppe 10 formschlüssig in diese Ausnehmung 36 eingreift. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Flansch 34 mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilte radiale Ausnehmungen 36 auf, denen jeweils ein erstes Formschlusselement 30 zugeordnet ist. Die ersten Formschlusselemente 30 sind hierbei radial einwärts ragende Rippen 37 einer Umfangswand 38 des Kopplungsrings 28 und erstrecken sich in axialer Richtung.

Axial benachbart zum Flansch 34 ist an einer radialen Außenseite der Getriebemutter 24 außerdem eine Nut 40 ausgebildet, die sich in Umfangsrichtung erstreckt. Entsprechend weist der Kopplungsring 28 ein drittes Formschlusselement 42 auf, konkret einen radial nach innen ragenden Vorsprung 43, der im montierten Zustand der Getriebebaugruppe 10 (siehe Figur 4) in die Nut 40 der Getriebemutter 24 eingreift.

Der Kopplungsring 28 ist gemäß Figur 2 als offener, radial verformbarer Ring, insbesondere als elastischer, C-förmiger Kopplungsclip ausgeführt. Ferner ist der Kopplungsring 28 aus Gewichtsgründen sowie zur Senkung der Material- und Herstellungskosten bevorzugt ein im Spritzgussverfahren hergestellter Kunststoffring.

Aufgrund seiner elastischen Verformbarkeit lässt sich der Kopplungsring 28 vor seiner Montage an der Getriebemutter 24 radial aufweiten und in axialer Richtung 44 auf die Getriebemutter 24 aufschieben. Bei geeigneter Ausrichtung des Kopplungsrings 28 relativ zur Getriebemutter 24 in Umfangsrichtung werden die als Rippen ausgebildeten, ersten Formschlusselemente 30 in die Ausnehmungen 36 des Getriebemutter-Flansches 34 geschoben, sodass sich eine drehfeste Verbindung zwischen dem Kopplungsring 28 und der Getriebemutter 24 ergibt. Sobald die axiale Montagestellung des radial aufgeweiteten Kopplungsrings 28 erreicht ist, schnappt der Kopplungsring 28 aufgrund seiner Elastizität radial nach innen, wobei der Vorsprung 43 in die Getriebemutter-Nut 40 eingreift und den Kopplungsring 28 axial an der Getriebemutter 24 fixiert.

Die Figur 3 zeigt einen montierten Zustand, in dem die Getriebemutter 24 und der Kopplungsring 28 sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung fest und formschlüssig miteinander verbunden sind. Außerdem ist die Riemenscheibe 22 dargestellt, welche zur Montage am Kopplungsring 28 in axialer Richtung 44 auf den an der Getriebemutter 24 fixierten Kopplungsring 28 aufgeschoben wird.

Die Riemenscheibe 22 ist beispielsweise aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Phenolharz gefertigt. Die Vorteile im Vergleich zu einer Riemenscheibe 22 aus Metall liegen dabei in reduzierten Material- und Herstellungskosten sowie einem geringeren Gewicht. Alternativ kann die Riemenscheibe 22 jedoch auch eine Metallhülse, insbesondere eine Stahlhülse sein, die mit einem Kunststoff umspritzt ist. In diesem Kunststoff kann optional die Verzahnung der Riemenscheibe 22 ausgebildet sein, in welche die Verzahnung des Treibriemens 20 eingreift.

Die Riemenscheibe 22 weist gemäß Figur 3 einen radial nach innen vorstehenden Flansch 46 mit Öffnungen 48 auf, welche sich axial durch den Flansch 46 hindurch erstrecken. Im montierten Zustand der Getriebebaugruppe (siehe Figur 4) greift jeweils ein zweites Formschlusselement 32 des Kopplungsrings 28 in eine der Öffnungen 48 ein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere, konkret vier gleichmäßig über den Umfang verteilte axiale Öffnungen 48 vorgesehen, denen jeweils ein zweites Formschlusselement 32 zugeordnet ist. Die zweiten Formschlusselemente 32 sind in diesem Fall zapfenförmige, axiale Fortsätze 50 am Kopplungsring 28. Alternativ oder zusätzlich zu den axialen Öffnungen 48 kann der Flansch 46 an seinem radialen Innenrand 51 auch nutformige Ausnehmungen aufweisen, die sich in axialer Richtung 44 erstrecken.

Am Kopplungsring 28 sind außerdem vierte Formschlusselemente 52 zur axialen Fixierung der Riemenscheibe 22 am Kopplungsring 28 vorgesehen. Die vierten Formschlusselemente sind gemäß Figur 3 in radialer Richtung elastische Rasthaken 54, die in einer axialen Montagestellung der Riemenscheibe 22 (siehe Figur 4) mit dem radialen Innenrand 51 des Flansches 46 eine Rastverbindung ausbilden.

Die Figur 4 zeigt die Getriebebaugruppe 10 im montierten Zustand, wobei die Riemenscheibe 22 über den Kopplungsring 28 sowohl in axialer Richtung 44 als auch in Umfangsrichtung fest mit der Getriebemutter 24 verbunden ist. Dabei ist die Riemenscheibe 22 teilgeschnitten dargestellt, um die zweiten Formschlusselemente 32 und die vierten Formschlusselemente 52 des Kopplungsrings 28 besser erkennen zu können.

Die Riemenscheibe 22, die Getriebemutter 24 und der Kopplungsring 28 sind gemäß Figur 4 koaxial ausgerichtet, wobei die Riemenscheibe 22 die Getriebemutter 24 umschließt und der Kopplungsring 28 radial zwischen der Riemenscheibe 22 und der Getriebemutter 24 angeordnet ist.

Die Figur 5 zeigt die zusammengesetzte Getriebebaugruppe 10 gemäß Figur 4 in einem Längsschnitt durch die zweiten Formschlusselemente 32 des Kopplungsrings 28. Die zweiten Formschlusselemente 32 sind hier als zapfenförmige axiale Fortsätze 50 ausgebildet, welche sich passgenau durch axiale Öffnungen 48 im Flansch 46 der Riemenscheibe 22 erstrecken, sodass der Kopplungsring 28 und die Riemenscheibe 22 in Umfangsrichtung drehfest miteinander gekoppelt sind. In Figur 5 ist außerdem auch der radial nach innen ragende Vorsprung 43 des

Kopplungsrings 28 gut zu erkennen, der das dritte Formschlusselement 42 bildet und passgenau in die Nut 40 der Getriebemutter 24 eingreift, um den Kopplungsring 28 in axialer Richtung 44 an der Getriebemutter 24 zu fixieren. Sofern der Kopplungsring 28 als elastischer Kopplungsclip ausgeführt ist, schnappt der Vor- sprung 43 beim axialen Aufschieben des Kopplungsrings 28 auf die Getriebemutter 24 selbstständig in die Nut 40 ein und sorgt für eine zuverlässige axiale Fixierung der beiden Bauteile.

Alternativ ist auch denkbar, dass der Kopplungsring 28 kaum oder gar nicht elastisch, sondern lediglich flexibel und radial verformbar ist. In diesem Fall lässt sich der Kopplungsring 28 nach dem axialen Aufschieben auf die Getriebemutter 24 radial so nach innen verformen, dass der Vorsprung 43 in die Nut 40 der Getriebemutter 24 eingreift und den Kopplungsrings 28 an der Getriebemutter 24 axial fixiert. Diese Verformung des Kopplungsrings 28 wird bei der anschließenden Montage der Riemenscheibe 22 zuverlässig gesichert. Gemäß Figur 5 verhindert nämlich eine Umfangswand 56 der Riemenscheibe 22, dass sich der Kopplungsring 28 radial aufweitet und der Vorsprung 43 aus der Nut 40 herausrutscht.

Die Figur 6 zeigt die zusammengesetzte Getriebebaugruppe 10 gemäß Figur 4 in einem Längsschnitt durch die vierten Formschlusselemente 52 des Kopplungsrings 28. Hierbei wird deutlich, dass die als Rasthaken 54 ausgebildeten vierten Formschlusselemente 52 des Kopplungsrings 28 mit dem Flansch 46 der Riemenscheibe 22 eine Rastverbindung ausbilden und somit die Riemenscheibe 22 axial am Kopplungsring 28 fixieren.

Schließlich sind in den Figuren 5 und 6 auch die als erste Formschlusselemente 30 fungierenden Rippen 37 des Kopplungsrings 28 angedeutet, welche den Kopplungsring 28 drehfest mit der Getriebemutter 24 verbinden. Insgesamt lassen sich die Riemenscheibe 22 und die Getriebemutter 24 durch den Kopplungsring 28 sowohl in axialer Richtung 44 als auch in Umfangsrichtung zuverlässig und fest miteinander verbinden. Die entstehende Getriebebaugruppe 10 für elektromechanische Servolenkungen 8 weist dabei einen geringen Montageaufwand sowie eine einfache und kostengünstige Konstruktion auf.