BE1031043A1 - Hilfskraftantrieb für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hilfskraftantrieb (18) für ein Lenksystem (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Motor (4) mit einem Motorgehäuse (41), dass über eine bezüglich einer Antriebsachse (A) axiale Flanschverbindung mit einem Getriebegehäuse (51) eines Getriebes (5) verbunden ist, umfassend an dem Motorgehäuse (41) und dem Getriebegehäuse (51) angeordnete, korrespondierende Flanschelemente (42, 52), die jeweils eine gehäuseferne axiale Stirnseite (421, 521) und eine dieser axial gegenüberliegende, gehäusenahe Rückseite (422, 522) aufweisen, wobei die Stirnseiten (421, 521) und die Rückseiten (422, 522) radial nach außen vorstehen, und an den Flanschelementen (521, 522) ein Spannmittel (7) angreift, welches die Stirnseiten (421, 422) der Flanschelemente (42, 52) axial gegeneinander verspannt. Um einen reduzierten Fertigungs- und Montageaufwand zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor, dass das Spannmittel mindestens ein Klammerelement (7) aufweist, das die Flanschelemente (42, 52) von außen umgreift und axial von außen gegen die Rückseiten (521, 522) verspannbare Klemmschenkel (75) aufweist.

Description

" BE2022/5927

Hilfskraftantrieb für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Hilfskraftantrieb für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfas- send einen Motor mit einem Motorgehäuse, dass über eine bezüglich einer Antriebsachse axi- ale Flanschverbindung mit einem Getriebegehäuse eines Getriebes verbunden ist, umfassend an dem Motorgehäuse und dem Getriebegehäuse angeordnete, korrespondierende Flanschele- mente, die jeweils eine gehäuseferne axiale Stirnseite und eine dieser axial gegenüberliegende, gehäusenahe Rückseite aufweisen, wobei die Stirnseiten und die Rückseiten radial nach außen vorstehen, und an den Flanschelementen ein Spannmittel angreift, welches die Stirnseiten der

Flanschelemente axial gegeneinander verspannt.

Im Stand der Technik sind Kraftfahrzeuglenkungen mit Hilfskraftunterstützung bekannt, bei de- nen zusätzlich zum Lenkmoment, welches vom Fahrer manuell auf das Lenkrad ausgeübt wird, zur Unterstützung und Entlastung des Fahrers durch einen elektro-mechanischen Hilfskraftan- trieb eine Hilfskraft bzw. ein Hilfsmoment in den Lenkstrang eingebracht wird, und gegebenen- falls auch ein Zusatzlenkwinkel.

Ein Hilfskraftantrieb umfasst einen elektrischen Motor zur Erzeugung des Hilfsmoments, wel- ches über ein Getriebe in die Lenkwelle eingekoppelt wird. Das Getriebe ist als Untersetzungs- getriebe ausgebildet und umfasst üblicherweise ein mit der Motorwelle gekuppeltes Antriebsrad, beispielsweise eine Schneckenwelle, die mit einem auf der Lenkwelle drehfest angebrachten

Getrieberad in Getriebeeingriff steht, beispielsweise mit einem korrespondierenden Schnecken- rad.

Ein gattungsgemäßer Hilfskraftantrieb ist im Stand der Technik beispielsweise in der

WO 2020/048668 A1 oder der JP 2018161940 A beschrieben. Das Getriebe weist ein Getrie- begehäuse auf, in dem die Schneckenwelle und das Schneckenrad aufgenommen sind. Der

Motor weist ein Motorgehäuse auf, das mittels einer Flanschverbindung derart mit dem Getrie- begehäuse verbunden ist, dass die Motorwelle mit der Schneckenwelle axial bezüglich der An- triebsachse fluchtet. Die Flanschverbindung umfasst zwei korrespondierende Flanschelemente.

Diese sind als Flanschringe ausgebildet, die jeweils radial über das Gehäuse vorstehen, und

? BE2022/5927 deren jeweils axial vom Gehäuse weg gerichteten Stirnseiten in der Verbindungsposition ge- geneinander anliegen. Von der gehäusenahen Rückseite, die der Stirnseite axial gegenüber- liegt, sind Befestigungsschrauben durch eine Mehrzahl von axialen Flanschbohrungen durch beide Flanschringe hindurchgeführt und derart verschraubt, dass die Flanschringe axial gegen- einander verspannt und fixiert sind.

Die bekannte Flanschverbindung bietet eine zuverlässige Fixierung. Nachteilig ist jedoch der hohe Aufwand in der Fertigung durch die Einbringung der Flanschbohrungen, und bei der Mon- tage, bei der eine Mehrzahl von Schrauben eingesetzt und festgezogen werden müssen. Die dazu erforderliche Zugänglichkeit durch ein Schraubwerkzeug schränkt die konstruktive Gestal- tungsfreiheit und Bauraumoptimierung ein.

Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Er- findung, einen reduzierten Fertigungs- und Montageaufwand zu ermöglichen.

Darstellung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Hilfskraftantrieb mit den Merkmalen des

Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einem Hilfskraftantrieb für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Motor mit einem Motorgehäuse, dass über eine bezüglich einer Antriebsachse axiale Flanschverbindung mit einem Getriebegehäuse eines Getriebes verbunden ist, umfassend an dem Motorgehäuse und dem Getriebegehäuse angeordnete, korrespondierende Flanschelemente, die jeweils eine gehäuseferne axiale Stirnseite und eine dieser axial gegenüberliegende, gehäusenahe Rück- seite aufweisen, wobei die Stirnseiten und die Rückseiten radial nach außen vorstehen, und an den Flanschelementen ein Spannmittel angreift, welches die Stirnseiten der Flanschelemente axial gegeneinander verspannt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Spannmittel min- destens ein Klammerelement aufweist, das die Flanschelemente von außen umgreift und axial von außen gegen die Rückseiten verspannbare Klemmschenkel aufweist.

Erfindungsgemäß werden die Flanschelemente nicht wie im Stand der Technik mittels Bolzen oder Schrauben verspannt, die durch Flanschbohrungen hindurchgeführt werden, sondern wer- den durch mindestens ein von außen angebrachtes Klammerelement gegeneinander ver- spannt.

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Das Klammerelement ist zumindest abschnittweise bügelförmig ausgebildet. Es weist in einer

Längsebene, in der die Antriebsachse liegt, ein im wesentlichen U-förmiges Querschnittsprofil auf, das radial nach innen, auf die Längsachse zu, geöffnet ist. Die Klemmschenkel ragen von dem Klammerelement, vom Aulenumfang der Flanschelemente aus gesehen, radial nach in- nen auf die Antriebsachse zu, und sind relativ zueinander mit einem axialem Abstand angeord- net, welcher der inneren Breite des U-Profils entspricht. Die beiden in ihrer Verbindungsposition axial mit ihren Stirnseiten gegeneinander anliegenden Flanschelemente sind zwischen den

Klemmschenkeln aufnehmbar, wodurch die Klemmschenkel die beiden Flanschelemente um- greifen. Dabei üben die Klemmschenkel axial von beiden Seiten auf die Rückseiten eine Spann- kraft aus, durch welche die Flanschelemente zur Erzeugung einer haltbaren Flanschverbindung axial gegeneinander angepresst und verspannt werden.

Zur Montage der Flanschverbindung können ein oder bevorzugt mehrere Klammerelemente einfach von außen radial auf die axial in Verbindungsposition mit ihren Stirnseiten gegeneinan- der gerichteten Flanschelemente aufgesteckt werden, so dass sie diese mit ihrem im Wesentli- chen U-förmigen Querschnittsprofil klammer- oder zangenartig umgreifen und dadurch in axia- ler Richtung formschlüssig in ihrer Verbindungsposition fixieren. Dadurch ist die Montage verdgli- chen mit Schrauben oder anderen im Stand der Technik bekannten Flansch-Verbindungsmitteln weniger aufwendig und kann in vorteilhafter Weise automatisiert werden. Die radiale Montage erleichtert dabei die Zugänglichkeit. Dadurch, dass im Unterschied zum Stand der Technik keine Einbringung von Flanschbohrungen in die Flanschelemente erforderlich ist, können diese einfacher und kostengünstiger gefertigt werden, beispielsweise als Gussteile, die keine oder zu- mindest eine geringere nachträgliche spanende Bearbeitung erfordern. Darüber hinaus kann die Flanschverbindung erzeugt werden, ohne dass Verunreinigungen durch Abrieb oder Partikel anfallen, die beispielsweise durch selbstschneidende Schrauben erzeugt werden können, und beim Eindringen potentiell die Funktion stören könnten.

Die Rückseiten können mit Vorteil konisch ausgebildet sein, und das in seiner Grundform U-fôr- mige Querschnittsprofil des Klammerelements kann ebenfalls innen entsprechend konisch aus- gebildet sein, wobei die Klemmschenkel korrespondierend konisch angeordnet sind, d.h. im

Querschnitt radial von innen nach auBen V-förmig zusammenlaufen. Durch die Keilwirkung beim radialen Aufstecken des Klammerelements werden die Flanschelemente mit ihren Stirn- seiten axial gegeneinander verspannt.

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Es ist vorteilhaft, dass die Klemmschenkel Federelemente aufweisen. Die Federelemente sind axial wirksam, d.h. in axialer Richtung federnd ausgebildet zur Erzeugung einer Federkraft, wel- che als elastische Spannkraft auf die Rückseiten der zwischen den Klemmschenkeln aufge- nommenen Flanschelemente ausgeübt wird. Die Federkraft kann einfach als elastische Rück- stellkraft dadurch erzeugt werden, dass der axiale Abstand der gegenüberliegenden Klemm- schenkel im unverformten Zustand vor dem Einbau kleiner ist als die Summe der jeweils zwi- schen Stirn- und Rückseite gemessenen axialen Dicken der in der Verbindungsposition gegen- einander angeordneten Flanschelemente. Dadurch werden beim radialen Aufstecken auf die

Flanschelemente die Klemmschenkel axial auseinander gebogen, und belasten mit ihrer elasti- schen Rückstellkraft die Rückseiten. Es ist möglich, dass die Klemmschenkel auf beiden axia- len Seiten Federelemente aufweisen, oder nur auf einer Seite.

Bevorzugt kann ein Klemmschenkel in sich federnd ausgebildet sein, beispielsweise nach Art einer Blattfeder. Deren in Einbaulage radial nach innen weisender Endabschnitt kann elastisch in axialer Richtung gebogen werden, und zur Übertragung der Spannkraft gegen die Rückseite des Flanschelements anliegen. Eine derartige Ausführung kann mit den erforderlichen Eigen- schaften mit geringem Aufwand bereitgestellt werden.

Die Flanschelemente können als Flanschringe ausgebildet sein. Die Flanschringe sind in ihrer

Grundform ringförmig, bevorzugt kreisringförmig ausgebildet und koaxial zur Antriebsachse an- geordnet. Zwischen der Stirn- und Rückseite kann ein Flanschring bevorzugt eine im Wesentli- chen zylindrische äußere Umfangsfläche haben. Diese bildet eine in Umfangsrichtung zumin- dest abschnittweise kreisrunde Umfangskontur.

Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass ein Klammerelement sich in Umfangsrichtung zumin- dest abschnittweise entlang einer äußeren Umfangskontur der Flanschelemente erstreckt. Die

Umfangskontur kann beispielsweise bei einem kreisrunden Flanschring durchgehend oder ab- schnittweise kreisförmig sein, oder bei einem davon abweichend geformten Flanschelement beispielsweise oval, mehreckig oder dergleichen. Dadurch, dass das Klammerelement entspre- chend der Umfangskontur geformt ist, kann es sich in der Einbaulage an die Flanschelemente anschmiegen, so dass ein vorteilhaft kleiner Einbauraum beansprucht wird.

Es ist insbesondere möglich, dass ein Klammerelement einer äußeren Umfangskontur der Flan- schelemente entsprechend gebogen ist. Dabei ist das im Querschnitt U-förmige Grundprofil des

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Klammerelements, von dem sich die Klemmschenkel radial nach innen erstrecken, der Um- fangskontur folgend gebogen.

Bevorzugt ist, dass ein Klammerelement segmentförmig ausgebildet ist. Das segmentförmige

Klammerelement erstreckt sich in Umfangsrichtung über einen Kreis-Teilabschnitt, und kann gleichbedeutend auch als Klammersegment bezeichnet werden. Dieses erstreckt sich bezogen auf die Antriebsachse über ein Winkelsegment von kleiner 360°, und in Umfangsrichtung gese- hen über einen Umfangsteilabschnitt, der kleiner ist als der Gesamtumfang. Bevorzugt kann das Klammersegment ein Winkelsegment von kleiner gleich 180° einschließen, entsprechend kleiner oder gleich dem halben Gesamtumfang. Ein Vorteil des Klammersegments ist, dass es zur Montage einfach in radialer Richtung nach innen, auf die Antriebsachse zu, auf die in Ver- bindungsposition angeordneten Flanschelemente aufgesteckt werden kann. Dadurch kann der

Montageaufwand reduziert werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass ein Klammerelement eine Mehrzahl von in Umfangs- richtung benachbarten Klemmschenkeln aufweist. In dieser Ausführung sind die Klemmschen- kel in Umfangsrichtung gemessen schmaler als das Klammerelement. Eine Mehrzahl dieser schmalen Klemmschenkel ist an dem Klammerelement in Umfangsrichtung nebeneinander an- geordnet. Beispielsweise können die Klemmschenkel schmale Klemmzungen aufweisen, die von dem entlang einer Umfangskontur, beispielsweise kreisbogenförmig gebogenen Klam- merelement strahlenförmig radial nach innen gerichtet sind. Zwischen den Klemmzungen sind radiale Einschnitte bzw. Unterbrechungen ausgebildet. Die Klemmzungen sind in axialer Rich- tung einzeln und unabhängig voneinander elastisch nachgiebig, so dass sämtliche Klemmzun- gen spielfrei gegen das Flanschelement anliegen, so dass die Spannkraft sicher und gleichmä-

Rig Über die gesamte Erstreckung des Klammerelements auf das Flanschelement übertragen wird. Durch die radialen Einschnitte zwischen den Klemmzungen ist das gesamte Klammerele- ment trotz des im Bereich der einzelnen Klemmzungen biegesteifen U-förmigen Querschnitts als Ganzes quer zur Umfangsrichtung biegbar. Dies erleichtert die Montage und sorgt für einen spielfreien und festen Sitz des Klammerelements auf den Flanschelementen.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Flanschelement als Flanschsegment ausgebildet ist, sich in Umfangsrichtung zwischen zwei quer stehenden Endflächen erstreckt, und das Klammerelement die Endflächen in Umfangsrichtung umgreifende Halteschenkel auf- weist. Das Flanschelement ist in dieser Ausführung nicht über den gesamten Umfang umlau- fend ausgebildet, sondern erstreckt sich als Flanschsegment über einen kreisabschnittförmigen

Umfangsteilabschnitt. Das Klammerelement ist dabei bevorzugt wie oben beschrieben als

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Klammersegment ausgebildet, welches im Wesentlichen dasselbe Winkelsegment wie das

Flanschsegment einschließt. Zusätzlich zu den axialen Klemmschenkeln, welche die Flansche- lemente axial umgreifen, weist das Klammerelement zwei Halteschenkel auf, welche das

Flanschsegment in Umfangsrichtung umgreifen, d.h. beiderseits in Umfangsrichtung gegen die

Endflächen anliegen.

Die Halteschenkel ragen wie die Klemmschenkel ebenfalls von dem Klammerelement radial nach innen, erstrecken sich jedoch von den umfangsseitigen Enden des an das Flanschseg- ment angepassten Klammersegments. Die Halteschenkel stehen in den axialen Zwischenraum zwischen den axial beabstandeten Klemmschenkeln vor, mit anderen Worten in den von dem offenen U-Profilquerschnitt, in dem die Flanschelemente in der Verbindungsposition aufgenom- men und axial zwischen den Klemmschenkeln verspannt sind. Bevorzugt haben die Hal- teschenkel eine axiale Breite, die an den axialen Abstand der Klemmschenkel angepasst ist.

Auf jeden Fall sollten die Halteschenkel in axialer Richtung so breit sein, dass sie in Umfangs- richtung gegen die umfangsseitigen Endflächen beider stirnseitig in der Verbindungsposition ge- geneinander gerichteten Flanschelemente anliegen. So werden die Flanschsegmente durch die

Halteschenkel bezüglich relativer Verdrehung um die Antriebsachse formschlüssig verdrehsi- cher verriegelt, und in einer definierten Winkelorientierung gehalten. — Esist vorteilhaft, dass die Halteschenkel Federelemente aufweisen. Die Federelemente sind in

Umfangsrichtung elastisch, und ermöglichen es dadurch, das Klammerelement in radialer Rich- tung auf das Flanschelement aufzustecken, wobei die Halteschenkel in Umfangsrichtung elas- tisch auseinander gebogen werden, und in der Einbaulage federnd gegen die umfangsseitigen

Endflächen anliegen.

Bevorzugt kann ein Halteschenkel in sich federnd ausgebildet sein, beispielsweise nach Art ei- ner Blattfeder. Deren in Einbaulage radial nach innen weisender Endabschnitt kann elastisch in axialer Richtung gebogen werden, und zur Halterung des Klammerelements gegen die um- fangsseitige Endfläche des bzw. der Flanschsegmente anliegen. Eine derartige Ausführung kann mit den erforderlichen Eigenschaften mit geringem Aufwand bereitgestellt werden.

Es kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass das Klammerelement und die Flanschringe korres- pondierende Rastelemente aufweisen, die in einen elastischen formschlüssigen Rasteingriff bringbar sind. Jeweils miteinander korrespondierende Rastelemente können an den Klemm- schenkeln und den axialen Rückseiten der Flanschelemente angeordnet sein, und zusätzlich oder alternativ an den Halteschenkeln und den umfangsseitigen Endflächen der Flanschringe.

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Die Rastelemente können bevorzugt so ausgebildet sein, dass beim radialen Aufstecken des

Klammerelements die Klemmschenkel in axialer Richtung elastisch auseinander gespreizt wer- den, und die Halteschenkel in Umfangsrichtung elastisch auseinander gespreizt werden, um dann beim Erreichen der Endposition durch die elastische Spannung axial bzw. in Umfangsrich- tung in die korrespondierende Rastelemente auf den Rückseiten bzw. den Endflächen form- schlüssig einzuschnappen. Dadurch, dass die Rastelemente beim radialen Aufstecken des

Klammerelements auf die Flanschelemente einrasten und formschlüssig ineinandergreifen, wird eine eindeutige Montageposition in der Einbaulage realisiert und ein sicherer Halt des Klam- merelements erzeugt. Dadurch wird die Montage vereinfacht und die Flanschverbindung sicher fixiert.

Die Rastelemente können beispielsweise Einformungen oder Hinterschneidungen und korres- pondierende, darin formschlüssig federnd in Eingriff bringbare Vorsprünge an dem Flanschele- ment und an den Klemm- und/oder Halteschenkeln des Klammerelements umfassen. Dies er- möglicht eine einfache Montage, bei der das Klammerelement radial aufgesteckt wird, bis ein federndes Einschnappen erfolgt. Die Rastelemente können mit geringem Aufwand einstückig in

Gussteile oder Blechteile ein- oder angeformt werden.

Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Flanschelemente und korrespon- — dierende Klammerelemente über den Umfang verteilt angeordnet sind. Die Flanschelemente und die Klammerelemente können bevorzugt gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sein.

Es ist vorteilhaft, dass ein Klammerelement als Blechformteil ausgebildet ist. Das Blechformteil kann bevorzugt einschließlich der Klemmschenkel und/oder der Halteschenkel einstückig aus- gebildet sein. Die Fertigung kann rationell als Stanz-Press-Teil erfolgen, bevorzugt aus Feder- stahlblech, so dass die Klemm- und Halteschenkel als Blattfedern einstückig integriert werden können.

Es ist möglich, dass das Motorgehäuse und/oder das Getriebegehäuse Gussteile aufweisen.

Beispielsweise können die Gehäuse aus Metallguss gefertigt sein, beispielsweise im Alumi- nium- oder Magnesium-Druckguss. Es ist ebenfalls eine Fertigung aus thermoplastischem

Kunststoff, bevorzugt faserverstärkt oder dergleichen, im Kunststoff-Spritzgussvefrahren denk- bar. In jedem Fall kann dabei vorgesehen sein, dass die Flanschelemente einstückig an das

Motorgehäuse und/oder das Getriebegehäuse angeformt sind, wodurch der fertigungstechni- sche Aufwand vorteilhaft gering sein kann.

Beschreibung der Zeichnungen

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:

Figur 1 eine Kraftfahrzeuglenkung in einer schematischen perspektivischen Ansicht,

Figur 2 einen erfindungsgemäfBen Hilfskraftantrieb in einer ersten Ausführungsform in ei- ner schematischen perspektivischen Ansicht,

Figur 3 eine weitere Ansicht des Hilfskraftantriebs gemäß Figur 2,

Figur 4 eine vergrößerte Teilansicht des Hilfskraftantriebs gemäß Figur 2 in teilweise,

Figur 5 eine Frontalansicht auf eine erfindungsgemäße Flanschverbindung,

Figur 6 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Flanschverbindung gemäß Figur 5,

Figur 7 eine isometrische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Flanschverbindung gemäß

Figur 5,

Figur 8 eine isometrische Ansicht auf ein erfindungsgemäRes Klammerelement.

Ausführungsformen der Erfindung

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen verse- hen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

In Figur 1 ist eine als elektromechanische Hilfskraftlenkung 1 ausgebildete Kraftfahrzeuglen- kung schematisch dargestellt. Diese weist eine Lenksäule 2 mit einer Trageinheit 21 auf, die an einer nicht dargestellten Karosserie eines Kraftfahrzeugs anbringbar ist.

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In der Lenksäule 2 ist eine Lenkwelle 10 um ihre Längsachse L drehbar gelagert. Diese weist an ihrem bezüglich der Fahrtrichtung hinteren Ende einen Befestigungsabschnitt 11 auf, an dem ein Lenkrad 12 drehfest angebracht ist, über welches ein Fahrer ein Lenkmoment (Hand- moment) als Lenkbefehl in die Lenkwelle 10 einbringen kann.

Das Lenkmoment wird über die Lenkwelle 10, die zur Anpassung an die Einbaulage im Kraft- fahrzeug zwischengeschaltete Kreuzgelenke 13 aufweist, auf ein Lenkritzel 14 übertragen, wel- ches in eine längsverschieblich gelagerte Zahnstange 15 eingreift. Diese setzt eine Drehung der Lenkwelle 10 bei einem Lenkeingriff in eine Verschiebung von Spurstangen 16 um, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet, welche den vorgegebenen Lenkeingriff als Lenkeinschlag auf die lenkbaren Räder 17 des Kraftfahrzeugs übertragen.

Eine elektrische Hilfskraftunterstützung kann einen an der Lenksäule 2 angebrachten, mit der

Lenkwelle 10 gekoppelten Hilfskraftantrieb 3, oder einen am Ritzel 14 mit der Lenkwelle 10 ge- koppelten Hilfskraftantrieb 31 aufweisen, wobei die Hilfskraftantriebe 3 und 31 gleichartig aufge- baut sein können. Durch den Hilfskraftantrieb 3 oder 31 kann ein Hilfsdrehmoment in die Lenk- welle 1 und/oder das Lenkritzel 14 eingekoppelt werden, um den Fahrer bei der Lenkarbeit zu unterstützten.

Es kann auch ein Hilfskraftantrieb 18 vorgesehen sein, um eine die Lenkung unterstützende

Hilfskraft in die Zahnstange 15 einzubringen.

Üblicherweise ist nur an einer der gezeigten drei Positionen ein Hilfskraftantrieb 3, 31 oder 18 angebracht. Das Hilfsdrehmoment bzw. die Hilfskraft, welche zur Unterstützung des Fahrers mittels des jeweiligen Hilfskraftantriebs 3, 31 oder 18 aufgebracht werden soll, wird unter Be- rücksichtigung eines von einem Drehmomentsensor 19 ermittelten, vom Fahrer manuell einge- brachten Lenkmoments bestimmt. Alternativ oder in Kombination mit der Einbringung des Hilfs- drehmoments kann durch die Hilfskraftantriebe 3, 31, 18 ein zusätzlicher Lenkwinkel in das

Lenksystem eingebracht werden, der zu dem vom Fahrer über das Lenkrad 12 aufgebrachten

Lenkwinkel summiert wird.

Zur Erläuterung der Funktion wird im Folgenden Bezug genommen auf den erfindungsgemäß ausgestalteten Hilfskraftantrieb 3, der in den Figuren 2 bis 8 in unterschiedlichen Darstellungen gezeigt ist.

Mittels des Drehmomentsensors 19 wird das manuell in die Lenkwelle 10 eingebrachte Hand- moment erfasst, beispielsweise in an sich bekannter Weise durch Messung der Torsion eines in die Lenkwelle 10 eingegliederten Drehstabs. Über eine nicht dargestellte elektrische Steuerein- heit wird ein Hilfsmoment bestimmt und ein daraus abgeleitetes elektrisches Steuersignal in ei- nen elektrischen Motor 4 des Hilfskraftantriebs 3 eingespeist. Das auf diese Weise erzeugte elektromotorische Moment wird zur Unterstützung der manuellen Lenkarbeit über ein Getriebe 5 des elektrischen Hilfskraftantriebs 3 in die Lenkwelle 10 eingekoppelt.

Der Motor 4 weist ein Motorgehäuse 41 auf, in dem eine hier nicht explizit eingezeichnete Mo- torwelle um eine Antriebsachse A drehbar gelagert ist. Ein Getriebe 5 ist in an sich bekannter

Weise beispielsweise als Schneckengetriebe ausgebildet, um das Antriebsmoment der Motor- welle als Hilfsmoment auf die Lenkwelle 10 zu übertragen.

Das Motorgehäuse 41 ist mit dem Getriebegehäuse 51 eines Getriebes 5 durch eine erfin- dungsgemäße Flanschverbindung verbunden, die im Folgenden in den Figuren 4 bis 8 im Detail erläutert ist.

Figur 4 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Motorgehäuses 41 und des Getriebegehäuses 51, Figur 5 zeigt die Flanschverbindung schematisch in einer axialen Ansicht bezüglich der An- triebsachse A, Figur 6 eine radiale Seitenansicht und Figur 7 eine schematische perspektivi- sche Ansicht.

An dem Motorgehäuse 41 ist ein erfindungsgemäßes Flanschelement 42 angeformt, welches als Flanschsegment 42 ausgebildet ist, welches sich als Kreisabschnitt eines zur Antriebsachse

A koaxialen Flanschrings im gezeigten Beispiel über einen Winkel a von etwa 120° erstreckt, wie in Figur 5 erkennbar ist.

An dem Getriebegehäuse 51 ist ein erfindungsgemäßes Flanschelement 52 angeformt, welches als Flanschsegment 52 ausgebildet ist, das in axialer Richtung gesehen deckungsgleich zum

Flanschelement 42 des Motorgehäuses 41 ist.

In der gezeigten Verbindungsposition liegt eine vom Motorgehäuse 41 abgewandte, gehäuse- ferne Stirnseite 421 des Flanschsegments 42 gegen eine axial gegenüberliegende, korrespon- dierende Stirnseite 521 des Flanschsegments 52 des Getriebegehäuses 51 an.

Das Flanschsegment 42 weist eine axial dem Motorgehäuse 41 zugewandte, gehäusenahe

Rückseite 422 auf, die der Stirnseite 421 axial gegenüberliegt. Entsprechend weist das

Flanschsegment 52 eine axial dem Getriebegehäuse 51 zugewandte, gehäusenahe Rückseite 522 auf, die der Stirnseite 521 axial gegenüberliegt. Die Rückseiten 422 und 522 sind konisch ausgebildet, und laufen in der Verbindungsposition radial nach außen zusammen, wie in Figur 6 erkennbar ist.

In Umfangsrichtung ist jedes Flanschsegment 42, 52 durch quer zur Umfangsrichtung stehende

Endflächen 43, 53 begrenzt.

Die Flanschsegmente 42 und 52 sind im gezeigten Beispiel spiegelsymmetrisch zu einer Spie- gelebene ausgebildet, in der die Stirnseiten 421 und 521 axial gegeneinander anliegen.

Wie in Figur 5 erkennbar ist, sind zwei Flanschsegmente 42 bzw. 52 bezüglich der An- triebsachse A einander spiegelbildlich gegenüberliegend gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet.

Zur Fixierung wird ein erfindungsgemäßes Klammerelement 7, welches in Figur 8 separat in ei- ner perspektivischen Darstellung gezeigt ist, in radialer Richtung nach innen auf die An- — triebsachse A zu auf die Flanschelemente 42 und 52 aufgesteckt, wie in Figur 5 auf der rechten

Seite mit dem Pfeil angedeutet ist. Das Klammerelement 7 auf der linken Seite von Figur 5 ist fertig montiert.

Das Klammerelement 7 erstreckt sich als Klammersegment in Umfangsrichtung im Wesentli- chen ebenfalls über den Winkel a und ist der kreisringförmigen Außenkontur der Flanschseg- mente 42 und 52 folgend bogenförmig ausgebildet, wie in Figur 5 erkennbar ist. Es weist eine

Mehrzahl von radial nach innen gerichteten, über den Umfang verteilte Klemmschenkel in Form von Klemmzungen 74 und 75 auf. Dabei sind die Klemmzungen 74 axial mit Abstand gegen- überliegend zu den Klemmzungen 75 angeordnet. Die Klemmzungen 74 sind zu den gegen- überliegenden Klemmzungen 75 konisch geneigt angeordnet, wobei die Neigung den konischen

Rückseiten 422 und 522 der Flanschsegmente 41 und 51 angepasst sein kann.

An den beiden umfangsseitigen Enden weist das Klammerelement 7 Halteschenkel 76 auf, die in Umfangsrichtung nachaußen federelastisch biegbar sind, wie in den Figuren 5, 7 und 8 mit den angesetzten Pfeilen angedeutet ist.

Zur Montage wird ein Klammerelement 7 in radialer Richtung bewegt, bis die Flanschsegmente 42 und 52 axial zwischen den Klemmzungen 74 und 75 aufgenommen sind, und die Klemmzun- gen 74 und 75 gegen die Rückseiten 422 und 522 anliegen. Dabei wird durch die konische An- ordnung der Klemmzungen 74, 75 und der Rückseiten 422, 522 durch die Keilwirkung eine axi- ale Spannkraft ausgeübt, welche die Stirnseiten 421 und 521 axial gegeneinander verspannt.

Die federelastischen Haltelemente 76 schnappen beim Aufstecken des Klammerelements 7 formschlüssig hinter die beiden Endflächen 43 und 53 ein, so dass der in Figur 5 auf der linken

Seite gezeigte Montagezustand realisiert ist. Dadurch ist das Klammerelement 7 fixiert.

Dadurch, dass die Haltelemente 76 sich in axialer Richtung jeweils über beide Endflächen 42 und 52 erstrecken, werden die Flanschsegmente 42 und 52 bezüglich der Antriebsachse A formschlüssig drehfest miteinander verriegelt.

Bezugszeichenliste 1 Hilfskraftlenkung 10 Lenkwelle 11 Befestigungsabschnitt 12 Lenkrad 13 Kreuzgelenk 14 Lenkritzel 15 Zahnstange 16 Spurstange 17 Rad 18 Hilfskraftantrieb 19 Drehmomentsensor 2 Lenksäule 21 Trageinheit 3,31 Hilfskraftantrieb 4 Motor 41 Motorgehäuse 42 Flanschsegment 421 Stirnseite 422 Rückseite 43 Endfläche 5 Getriebe 51 Getriebegehäuse 52 Flanschsegment 521 Stirnseite 522 Rückseite 53 Endfläche 7 Klammerelement 74 Klemmzunge 75 Klemmzunge 76 Halteelement

L Längsachse

A Antriebsachse

Claims (14)

PATENTANSPRÜCHE

1. Hilfskraftantrieb (18) für ein Lenksystem (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Mo- tor (4) mit einem Motorgehäuse (41), dass über eine bezüglich einer Antriebsachse (A) axiale Flanschverbindung mit einem Getriebegehäuse (51) eines Getriebes (5) verbun- den ist, umfassend an dem Motorgehäuse (41) und dem Getriebegehäuse (51) angeord- nete, korrespondierende Flanschelemente (42, 52), die jeweils eine gehäuseferne axiale Stirnseite (421, 521) und eine dieser axial gegenüberliegende, gehäusenahe Rückseite (422, 522) aufweisen, wobei die Stirnseiten (421, 521) und die Rückseiten (422, 522) ra- dial nach außen vorstehen, und an den Flanschelementen (521, 522) ein Spannmittel (7) angreift, welches die Stirnseiten (421, 422) der Flanschelemente (42, 52) axial ge- geneinander verspannt, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel mindestens ein Klammerelement (7) aufweist, das die Flanschele- mente (42, 52) von außen umgreift und axial von außen gegen die Rückseiten (521, 522) verspannbare Klemmschenkel (75) aufweist.

2. Hilfskraftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmschen- kel (75) Federelemente aufweisen.

3. Hilfskraftantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschelemente (42, 52) als Flanschringe ausgebildet sind.

4. Hilfskraftantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klammerelement (7) sich in Umfangsrichtung zumindest abschnittweise entlang einer äußeren Umfangskontur der Flanschelemente (42, 52) erstreckt.

5. Hilfskraftantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klammerelement (7) einer äuBeren Umfangskontur der Flanschelemente (42, 52) entsprechend gebogen ist.

6. Hilfskraftantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klammerelement (7) segmentförmig ausgebildet ist.

7. Hilfskraftantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klammerelement (7) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung benachbarten Klemmschenkeln (74, 75) aufweist.

8. Hilfskraftantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Flanschelement (42, 52) als Flanschsegment ausgebildet ist, sich in Umfangsrichtung zwischen zwei quer Umfangsrichtung stehenden Endflächen (53) er- streckt, und das Klammerelement (7) die Endflächen (53) in Umfangsrichtung umgrei- fende Halteschenkel (76) aufweist.

9. Hilfskraftantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschenkel (76) Federelemente aufweisen.

10. Hilfskraftantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klammerelement (7) und die Flanschringe (42, 52) korrespondierende Rastele- mente aufweisen, die in einen elastischen formschlüssigen Rasteingriff bringbar sind.

11. Hilfskraftantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Flanschelemente (42, 52) und korrespondierende Klammerele- mente (7) über den Umfang verteilt angeordnet sind.

12. Hilfskraftantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klammerelement (7) als bevorzugt einstückiges Blechformteil ausgebildet ist.

13. Hilfskraftantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (41) und/oder das Getriebegehäuse (51) Gussteile aufweisen.

14. Hilfskraftantrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschelemente (42, 52) einstückig an das Motorgehäuse (41) und/oder das Getriebegehäuse (51) angeformt sind.