DE10037485A1

DE10037485A1 - Steering assembly has drive pinion installed between gearing and sensor unit which are freely rotatable around axis of pinion, and drive pinion at one end has extension with smaller diameter than pinion itself for assembly purposes

Info

Publication number: DE10037485A1
Application number: DE2000137485
Authority: DE
Inventors: Helmut Bareis; Uwe Guenther
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2002-02-14

Abstract

The steering assembly has a gearing, sensor unit (9) and drive pinion (2) acting upon a gear rack (3) and installed between the gearing and sensor unit. The gearing and sensor unit are freely rotatable around the axis of the drive pinion. The drive pinion at one end has an extension which has a smaller diameter than the drive pinion itself for assembly purposes. The gearing includes a worm (4) driven by an electric motor which acts via a wormwheel (5) upon the extension of the drive pinion.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a steering device according to the The preamble of claim 1 defined in more detail.

Eine solche Lenkvorrichtung ist beispielsweise bekannt aus der DE 198 14 719 A1. Diese Lenkvorrichtung weist eine Ein gangswelle auf, die mit einem Lenkhandrad in Wirkverbindung steht und die zur Übertragung eines für das Lenken von zu lenkenden Rädern erforderlichen Drehmomentes dient. Ein Ausgangsglied steht mit den zu lenkenden Rädern in Wirkver bindung. Ein Elektromotor, durch den direkt oder indirekt eine Kraft auf das Ausgangsglied ausgeübt werden kann, ist an der Lenkvorrichtung angeordnet und wirkt über ein An triebsritzel auf eine Zahnstange, die über Schubstangen mit den zu lenkenden Rädern eines Fahrzeuges verbunden ist. Die Eingangswelle und das Ausgangsglied sind über ein drehela stisches Glied derart miteinander verbunden, daß zwischen der Eingangswelle und dem Ausgangsglied eine begrenzte Ver drehbewegung möglich ist. Bei Lenkvorrichtungen mit Zahn stangengetriebe ist das Ausgangsglied als Antriebsritzel ausgebildet und steht über eine Zahnstange mit lenkbaren Rädern eines Kraftfahrzeuges in Wirkverbindung. Die Zahn stange steht über ein, vorzugsweise als Schneckengetriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe mit einem als Elektro motor ausgeführten Servomotor in Wirkverbindung. Das Aus gangsglied ist über das Schneckengetriebe mit dem Elektro motor verbunden. Die Hauptkomponenten des Elektromotors sind ein Rotor und ein Stator. Der Stator ist gehäusefest, der Rotor ist über eine Abtriebswelle mit einer Schnecke welle des Schneckengetriebes verbunden. Such a steering device is known for example from DE 198 14 719 A1. This steering device has an on gear shaft in operative connection with a steering handwheel stands for the transmission of one for the steering of steering wheels required torque. On The output link is in active connection with the wheels to be steered binding. An electric motor, through which directly or indirectly a force can be exerted on the output member arranged on the steering device and acts via an on drive pinion on a rack that has push rods with is connected to the wheels of a vehicle to be steered. The The input shaft and the output link are connected via a rotary shaft tical member connected so that between the input shaft and the output member a limited Ver rotation is possible. For steering devices with a tooth rod gear is the output element as drive pinion trained and stands on a rack with steerable Wheels of a motor vehicle in operative connection. The tooth rod is above one, preferably as a worm gear trained reduction gear with an as an electric Motor-driven servo motor in operative connection. The end gear link is via the worm gear with the electric motor connected. The main components of the electric motor are a rotor and a stator. The stator is fixed to the housing, the rotor is via an output shaft with a worm shaft of the worm gear connected.

Die aus dem Stand der Technik bekanntgewordene Lenkvorrich tung hat die Eigenheit, daß für die Plazierung des Elektro motors oft nicht ausreichend Einbauraum vorhanden ist, was zu aufwendigen Konstruktionen führt. Die starre Anbindung des Elektromotors in Kombination mit dem Schneckengetriebe erfordert einen großen Einbauraum, der bei modernen Fahr zeugen durch viele zusätzliche Aggregate und große Motor blöcke nicht gegeben ist. Zudem birgt diese Kombination von Elektromotor und Schneckengetriebe Gefahren im Crashfall. Durch die große Masse besteht die Möglichkeit, daß die Ag gregate in den Fahrgastraum eindringen und bei Fahrer oder Beifahrer zu Verletzungen führen.The steering device which has become known from the prior art tung has the peculiarity that for the placement of the Elektro motors often insufficient installation space is available, which leads to complex constructions. The rigid connection of the electric motor in combination with the worm gear requires a large installation space, which in modern driving testify by many additional units and large engine blocks is not given. This combination also includes Electric motor and worm gear hazards in the event of a crash. Due to the large mass, there is a possibility that the Ag gregate into the passenger compartment and at the driver or Passenger cause injury.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lenkvorrichtung zu schaffen, die aufgrund ihrer Bauweise leicht an geänderte Einbauverhältnisse angepaßt werden kann und die im Fall eines Frontalaufpralls ein geringeres Si cherheitsrisiko darstellt.The present invention is based on the object Steering device to create, due to their design can be easily adapted to changing installation conditions and a lower Si in the event of a frontal impact security risk.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs auf weisende, gattungsgemäße Lenkvorrichtung gelöst.The object on which the invention is based is achieved by also the characteristic features of the main claim pointing, generic steering device solved.

Durch eine mittige Anordnung von Antriebsritzel und Zahn stange können die Baugruppen Getriebe und Sensor räumlich getrennt angeordnet werden, was zu zusätzlichen Freiheiten in der Unterbringung der Baugruppen führt. Jede Baugruppe kann für sich um die Achse des Antriebsritzels geschwenkt und jeder Einbausituation angepaßt werden. Dies erleichtert hauptsächlich das Unterbringen des Elektromotors im Motor raum. Durch die Möglichkeit der flexiblen Unterbringung des Elektromotors im Motorraum kann auch gezielt auf die Crashproblematik eingegangen werden. Der Elektromotor kann so angeordnet werden, daß im Falle eines Frontalaufpralls sichergestellt ist, daß der Elektromotor nicht in den Fahr gastraum eindringt und zu Verletzungen bei Fahrer oder Bei fahrer führen kann. Das Antriebsritzel weist an einem Ende eine Verlängerung auf, die aus Montagegründen einen kleine ren Durchmesser wie das Antriebsritzel selbst aufweist. Das Getriebe steht über eine reib- oder formschlüssige Verbin dung mit dem Antriebsritzel in Wirkverbindung.Through a central arrangement of the drive pinion and tooth The gear and sensor assemblies can be physically located be arranged separately, resulting in additional freedoms leads in the housing of the assemblies. Any assembly can be pivoted on its own around the axis of the drive pinion and be adapted to every installation situation. This makes it easier mainly housing the electric motor in the motor room. The possibility of flexible accommodation of the Electric motor in the engine compartment can also target the Crash problems are addressed. The electric motor can be arranged so that in the event of a frontal impact it is ensured that the electric motor is not in the driving penetration and injury to the driver or passenger driver can lead. The drive pinion has one end an extension, which is a small one for assembly reasons ren diameter as the drive pinion itself. The Gearbox stands over a friction or positive connection in operative connection with the drive pinion.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung ist aber nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche be schränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und ein zelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.Advantageous and expedient embodiments of the invention are specified in the subclaims. The invention is but not on the combinations of features of the claims limits, rather more arise for the expert reasonable combinations of claims and a individual claim characteristics from the task.

Nachfolgend ist anhand der Figur ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung prinzipgemäß beschrieben.An exemplary embodiment is given below with reference to the figure described in principle of the present invention.

Die einzige Figur zeigt als eine vorteilhafte Ausführuflgs form der Erfindung eine erfindungsgemäße Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge, bei der ein mit einer Eingangswelle 6 verbundenes Antriebsritzel 2 in einem Gehäuse 1 drehbar gelagert ist. Das Antriebsritzel 2 steht über seine Verzah nung im Eingriff mit einer Zahnstange 3, die in dem Gehäuse 1 senkrecht zur Zeichnungsebene verschiebbar geführt ist. Das Antriebsritzel 2 kann über eine mechanische Lenksäule mit einem Lenkhandrad in Wirkverbindung stehen. Das An triebsritzel 2 ist über einen Drehstab 7 mit der Eingangs welle 6 der Lenkvorrichtung verbunden. Anstelle des Dreh stabes 7 kann auch ein anderes drehelastisches Glied ver wendet werden. The single figure shows, as an advantageous embodiment of the invention, a steering device according to the invention for motor vehicles, in which a drive pinion 2 connected to an input shaft 6 is rotatably mounted in a housing 1 . The drive pinion 2 is on its toothing in engagement with a rack 3 , which is guided in the housing 1 perpendicular to the plane of the drawing. The drive pinion 2 can be operatively connected to a steering handwheel via a mechanical steering column. At the drive pinion 2 is connected via a torsion bar 7 to the input shaft 6 of the steering device. Instead of the rotating rod 7 , another torsionally flexible member can be used ver.

Die Zahnstange 3 steht über nicht dargestellte Spurstangen mit ebenfalls nicht dargestellten, gelenkten Rädern eines Kraftfahrzeuges in Wirkverbindung. Eine von einem nicht dargestellten Elektromotor in Abhängigkeit von einem über das Lenkhandrad aufgebrachten Lenkmoment erzeugten Servoun terstützung wird über ein Schneckengetriebe auf ein verlän gertes Ende der Antriebsritzels 2 übertragen. Dabei weist ein nicht dargestelltes Abtriebselement des Elektromotors eine Schnecke 4 auf, die mit einem Schneckenrad 5 kämmt. Dieses Schneckenrad 5 ist formschlüssig mit der Verlänge rung des Antriebsritzels 2 verbunden. Die vom Elektromotor aufgebrachte Servounterstützung wird auf die Zahnstange 3 übertragen und die Rotationsbewegung des Abtriebselementes des Elektromotors in eine Linearbewegung der Zahnstange 3 umgewandelt. In einem Teil des Gehäuses 1 ist eine Sen soreinheit 9 integriert. The rack 3 is operatively connected via steering rods, not shown, to steered wheels of a motor vehicle, also not shown. A servo generated by an electric motor, not shown, as a function of a steering torque applied via the steering handwheel is transmitted via a worm gear to an extended end of the drive pinion 2 . An output element (not shown) of the electric motor has a worm 4 which meshes with a worm wheel 5 . This worm wheel 5 is positively connected to the extension of the pinion gear 2 . The servo support applied by the electric motor is transferred to the rack 3 and the rotational movement of the output element of the electric motor is converted into a linear movement of the rack 3 . In a part of the housing 1 , a sensor unit 9 is integrated.

reference numeral

11

Gehäuse
casing

22

Antriebsritzel
pinion

33

Zahnstange
rack

44

Schnecke
slug

55

Schneckenrad
worm

66

Eingangswelle
input shaft

77

Drehstab
torsion bar

88th

99

Sensoreinheit
sensor unit

Claims

1. Steering device with a gear unit, a sensor unit ( 9 ) and at least one, on a rack ( 3 ) acting drive pinion ( 2 ) which is operatively connected to an electric gate, characterized in that the drive pinion ( 2 ) between the gear unit and the sensor unit ( 9 ) is arranged.

2. Steering device according to claim 1, characterized in that the gear unit and the sensor unit ( 9 ) are freely pivotable about the axis of the drive pinion ( 2 ).

3. Steering device according to claim 1, characterized in that the drive pinion ( 2 ) has at one end an extension which, for reasons of assembly, has a small diameter than the drive pinion ( 2 ) itself.

4. Steering device according to claim 1, characterized in that the gear unit is in operative connection via a non-positive or positive connection with the drive pinion ( 2 ).

5.. Steering device according to claim 1, characterized in that the gear unit has a worm driven by an electric motor ( 4 ), which acts via a worm wheel ( 5 ) on the extension of the drive pinion ( 2 ).

6. Steering device according to claim 1, characterized in that the gear unit ( 4 , 5 ) below the rack ( 3 ) is arranged when the steering device is installed in a motor vehicle.