DE102009028380A1

DE102009028380A1 - Vorrichtung zum Andrücken eines Übertragungselements

Info

Publication number: DE102009028380A1
Application number: DE102009028380A
Authority: DE
Inventors: Helmut Bareis
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2029-08-11
Also published as: JP5770184B2; US20120186378A1; JP2013501670A; DE102009028380B4; CN102470889A; WO2011018336A1; CN102470889B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (13) zum Andrücken eines ersten Übertragungselements (23) an ein in das erste Übertragungselement (23) eingreifendes zweites Übertragungselement (25), insbesondere für eine Lenkung eines Kraftfahrzeugs, mit einem in Richtung des ersten Übertragungselements (23) belastbaren, in einem Gehäuse (302) verschiebbar geführten Druckstück (21). Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen können während des Fahrbetriebs unerwünschte Geräusche entstehen. Deshalb weist die Vorrichtung erfindungsgemäß eine Nachstelleinrichtung (30) zur Minimierung eines zwischen dem ersten Übertragungselement (23) und dem zweiten Übertragungselmeent (25) auftretenden Spiels auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Andrücken eines ersten Übertragungselements an ein in das erste Übertragungselement eingreifendes zweites Übertragungselement, insbesondere für eine Lenkung eines Kraftfahrzeugs, mit einem in Richtung des ersten Übertragungselements belastbaren, in einem Gehäuse verschiebbar geführten Druckstück.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung wird in der DE 102 30 600 B4 beschrieben. Diese ist mit einer Federeinrichtung versehen, die das Druckstück gegen eine Schnecke drückt. Auf diese Weise kann die Schnecke optimal gegen ein Schneckenrad gedrückt werden, so dass zwischen der Schnecke und dem Schneckenrad ein möglichst geringes Spiel und ein möglichst geringer Verschleiß entstehen. Im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs wird jedoch die Schnecke auch immer wieder gegen das Druckstück gedrückt, so dass die Federeinrichtung gegen ein Gehäuse schlägt und somit unerwünschte Geräusche entstehen können.
Die Erfindung hat deshalb die Aufgabe eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass unerwünschte Geräusche deutlich reduziert werden.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei der erfindungsgemäß eine Nachstelleinrichtung zur Minimierung eines zwischen dem ersten Übertragungselement und dem zweiten Übertragungselement auftretenden Spiels vorgesehen ist. Auf diese Weise kann das Spiel zwischen dem ersten Übertragungselement und dem zweiten Übertragungselement auf ein zulässiges Mindestmaß reduziert werden. Folglich werden auch unerwünschte Geräusche deutlich minimiert. Ein minimales Spiel ist jedoch sinnvoll, um eventuelle Unrundheiten an den Übertragungselementen und mögliche Wärmeausdehnungen, die sich auf den Betrieb der Übertragungselemente auswirken, ausgleichen zu können. Das erste Übertragungselement ist vorzugsweise eine Schnecke und das zweite Übertragungselement vorzugsweise ein Schneckenrad. Grundsätzlich kann es sich jedoch bei beiden Übertragungselementen auch um verschiedene Arten von Zahnrädern handeln.
Die Nachstelleinrichtung kann zwei relativ zueinander verdrehbare Stellscheiben, welche an Kontaktflächen aneinander anliegen, aufweisen und die Kontaktflächen mindestens zwei schräge Flächensegmente aufweisen. Durch Verdrehen der beiden Stellscheiben relativ zueinander und aufgrund der schrägen Flächensegmente kann die Gesamtdicke der beiden Stellscheiben verändert werden, um das zu groß gewordene Spiel zwischen den beiden Übertragungselementen zu reduzieren. In der Regel wird zu diesem Zweck die gemeinsame Gesamtdicke der Stellscheiben vergrößert. Da die schrägen Flächensegmente vorzugsweise einen möglichst geringen Schrägungswinkel aufweisen, wird ein Zurückdrehen der Stellscheiben zu einem größeren Spiel hin ausgeschlossen.
Um die beiden relativ zueinander verdrehbaren Stellscheiben bei einer Zunahme des Spiels selbsttätig verdrehen zu können, kann zwischen den beiden Stellscheiben eine Drehfeder anordenbar sein.
Eine Federscheibe zwischen dem Druckstück und der Nachstelleinrichtung ermöglicht dem Druckstück eine Hin- und Herbewegung, die dem Betrag des minimal zulässigen Spiels entspricht.
Wenn im Bereich der Federscheibe die Nachstelleinrichtung einen Absatz und das Druckstück eine Ausnehmung oder das Druckstück einen Absatz und die Nachstelleinrichtung eine Ausnehmung aufweisen, dann bedingt der Absatz das Spiel, welches erforderlich ist, um die genannten Unrundheiten und Wärmeausdehnungen auszugleichen. Somit wird das Spiel zwischen den beiden Übertragungselementen ausschließlich durch die konstruktive Auslegung des Absatzes und der Ausnehmung gewährleistet. Das Spiel muss also nicht durch Schrauben oder andere Mittel aufwändig eingestellt werden. Die Ausnehmung ermöglicht der Federscheibe den Federweg, den diese für die Hin- und Herbewegung des Druckstücks benötigt.
Der Absatz sollte etwas größer sein als das zulässige Spiel zwischen den beiden Übertragungselementen, da die Nachstelleinrichtung, insbesondere wenn sie die beiden Stellscheiben mit der Drehfeder aufweist, einen geringen Federweg der Federscheibe erzeugt. Somit wird dieser kaum vermeidbare Federweg ausgeglichen, wenn der Absatz etwas größer ist als das zulässige Spiel.
Die Anpressfläche zwischen dem Druckstück und der Federscheibe und/oder die Anpressfläche zwischen der Nachstelleinrichtung und der Federscheibe sollte möglichst groß sein, damit möglichst hohe Kräfte bei einer möglichst geringen Flächenpressung übertragen werden können. Eine möglichst geringe Flächenpressung ist besonders dann wichtig, wenn die Stellscheiben aus Kunststoff gefertigt werden sollen.
Das Druckstück kann zweckmäßigerweise eine weitere Ausnehmung zur Aufnahme der Federscheibe aufweisen. Die weitere Ausnehmung kann einen umlaufenden überstehenden verstemmbaren Rand aufweisen, um die Federscheibe zu zentrieren, ohne dass sich die Federscheibe vom Druckstück lösen kann.
Die Nachstelleinrichtung kann an ihrer dem Druckstück gegenüberliegenden Seite im Randbereich eine Ausnehmung aufweisen. Wenn die Nachstelleinrichtung die beiden Stellscheiben aufweist, dann ist die dem Druckstück gegenüberliegende Stellscheibe im Randbereich mit der Ausnehmung versehen. Zweckmäßigerweise befindet sich die Ausnehmung gegenüber dem verstemmbaren Rand. Die Ausnehmung bildet somit einen Freiraum, der verhindert, dass die Nachstelleinrichtung gegen das Druckstück stoßen kann, wenn das Druckstück auf die Nachstelleinrichtung zubewegt wird.
Da die Kräfte, welche die Federscheibe aufnehmen soll, verhältnismäßig gering sind, kann sie in ihrem inneren Bereich mindestens eine Ausnehmung aufweisen. Die Ausnehmung kann eine Bohrung oder ein Schlitz oder dergleichen sein. Aufgrund der Ausnehmung kann die Federscheibe aus einem etwas dickeren Material hergestellt werden. Eine etwas dickere Federscheibe ist hinsichtlich Ebenheit und Toleranzen besser zu fertigen als eine sehr dünne Federscheibe.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung liefert besonders gute Ergebnisse, wenn die Federscheibe eine Dicke zwischen 0,2 Millimeter und 0,4 Millimeter aufweist.
Die Federscheibe kann ein Stanzteil sein, das besonders bei hohen Stückzahlen kostengünstig hergestellt werden kann.
Um die Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu vereinfachen, können die beiden Stellscheiben zu diesem Zweck beispielsweise mit einer entfernbaren Schraube gegeneinanderpressbar sein. Statt der Schraube kann auch ein anderes Verbindungselement oder Werkzeug als Hilfsmittel verwendet werden.
Nach dem Abschluss der Montage kann die Vorrichtung an einem Getriebegehäuse gesichert werden, beispielsweise durch Verstemmen, Verkleben oder dergleichen.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Lenkung, insbesondere eine Elektrolenkung eines Kraftfahrzeugs, die erfindungsgemäß eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 aufweist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erneut hat.
Im Einzelnen zeigen:
1 eine Gesamtansicht auf eine Elektrolenkung eines Kraftfahrzeugs;
2 eine Schnittansicht durch die Vorrichtung und ein Getriebe;
3 eine Schnittansicht durch die Vorrichtung;
4 eine perspektivische Ansicht auf eine Stellscheibe.
1 zeigt eine Elektrolenkung 10 mit einem Gehäusebereich 11, hinter dem sich eine Zahnstange verbirgt, einem Gehäusebereich 12, hinter dem ein Elektromotor montiert ist, und einer Vorrichtung 13 zum Andrücken eines hier nicht näher dargestellten Übertragungselements.
Die Vorrichtung 13 ist in ein Getriebegehäuse 20 eingeschraubt (siehe 2). Ein in der Vorrichtung 13 vorgesehenes Druckstück 21 drückt auf ein Lager 22, das an einem Übertragungselement 23, das als Schnecke ausgeführt ist, einenends angeordnet ist. An dem Übertragungselement 23 ist anderenends ein Lager 24 vorgesehen, das in der Weise ausgeführt ist, dass es dem Übertragungselement 23 Schwenkbewegungen ermöglicht. Folglich kann das Lager 22 kleinere Bewegungen in vertikaler Richtung ausführen.
Das als Schnecke ausgeführte Übertragungselement 23 greift in ein als Schneckenrad ausgebildetes Übertragungselement 25 ein. Folglich drückt die Vorrichtung 13 das Übertragungselement 23 gegen das Übertragungselement 25, so dass diese optimal ineinander eingreifen können.
Die Vorrichtung 13 ist mit einer Nachstelleinrichtung 30 ausgerüstet (siehe 3). Die Nachstelleinrichtung 30 weist zwei Stellscheiben 31 und 32 auf. Die Stellscheiben 31 und 32 sind an ihrer Kontaktfläche, an der sie aneinander anliegen, mit schrägen Flächensegmenten 40 versehen (siehe 4). Zwischen den Stellscheiben 31 und 32 ist eine Drehfeder 33 montiert (siehe 3), welche die beiden Stellscheiben 31 und 32 relativ zueinander verdrehen kann.
Zwischen der Nachstelleinrichtung 30 und dem Druckstück 21 beziehungsweise zwischen der Stellscheibe 32 und dem Druckstück 21 ist eine Federscheibe 34 angeordnet. Die Federscheibe liegt mit ihrer einen Seite an einer ringförmigen Anpressfläche 35 am Druckstück 21 an. Mit ihrer anderen Seite liegt sie an einer ringförmigen Anpressfläche 36 an der Stellscheibe 32 an. Die Anpressflächen 35 und 36 sollten möglichst groß sein, damit sie möglichst hohe Kräfte bei einer möglichst geringen Flächenpressung übertragen können. Die Federscheibe 34 ist in eine Ausnehmung 37 eingebracht, um die ein verstemmbarer Rand 38 umläuft. Gegenüber dem Rand 38 ist eine umlaufende Ausnehmung 303 vorgesehen. Sie verhindert, dass die Nachstelleinrichtung 30 gegen das Druckstück 21 stoßen kann, wenn es auf die Nachstelleinrichtung 30 zubewegt wird.
Das Druckstück 21 weist im Bereich der Federscheibe 34 eine weitere Ausnehmung 39 auf und die Stellscheibe 32 einen Absatz 300.
Ein Abstand S, der zwischen dem Absatz 300 und der Anpressfläche 36 gebildet wird, beziehungsweise der Absatz 300 bedingt das minimal zulässige Spiel zwischen den beiden Übertragungselementen 23 und 25.
Wenn im Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs infolge von Unrundheiten der Übertragungselemente 23 und 25 das Druckstück 21 gegen die Nachstelleinrichtung 30 gedrückt wird, so federt die Federscheibe 34 aufgrund des Absatzes 300 in die Ausnehmung 39 ein.
Infolge von Verschleiß und anderen Veränderungen, die sich im Laufe der Zeit ergeben, kann das Spiel zwischen den beiden Übertragungselementen 23 und 25 größer werden. Dann verdreht die Drehfeder 33 die beiden Stellscheiben 31 und 32 in der Weise gegeneinander, dass ihre gemeinsame Gesamtdicke zunimmt und das Spiel auf den minimal zulässigen Wert, der durch den Abstand S bedingt wird, reduziert. Da die schrägen Flächensegmente 40 einen möglichst geringen Schrägungswinkel aufweisen, vermag das Druckstück 21 nicht die beiden Stellscheiben 31 und 32 in der Weise zurückzudrehen, dass ihre gemeinsame Gesamtdicke abnimmt und somit das Spiel zwischen den beiden Übertragungselementen 23 und 25 wieder zunimmt.
Das Druckstück 21 ist durch ein Führungselement 301 und ein Gehäuse 302 in axialer Richtung verschiebbar geführt.
Bei der Montage wird die Vorrichtung 13 mittels eines Gewindes 304 in das Getriebegehäuse 20 (siehe 2) eingeschraubt. Zu diesem Zweck ist ein nicht gezeigter gegenüber dem Gewinde 304 vorgesehener Sechskant in das Gehäuse 302 eingearbeitet (siehe 3). Dabei wird die Vorrichtung 13 so stark in das Getriebegehäuse 20 eingeschraubt, dass die Federscheibe an der Anpressfläche 36 anliegt. Anschließend wird die Vorrichtung 13 um einen bestimmten Winkel in die entgegengesetzte Richtung gedreht, wobei dieser Winkel einem Weg in axialer Richtung entspricht, der mindestens dem minimal zulässigen Spiel genügt. Wenn der Weg in axialer Richtung größer ist als das minimal zulässige Spiel, dann können die beiden Stellscheiben 31 und 32 diese Abweichung nach dem Aktivieren der Nachstelleinrichtung 30 ausgleichen. Nachdem die Vorrichtung 13 ihre Endposition erreicht hat, kann sie beispielsweise durch Verstemmen, Verkleben oder dergleichen gesichert werden. Abschließend wird die Schraube 305 entfernt, wodurch die Nachstelleinrichtung 30 aktiviert wird.
Ein Stopfen 26 (siehe 2) verschließt eine Öffnung, in welche die Schraube 305 eingebracht wurde.
Bezugszeichenliste

10: Elektrolenkung
11: Gehäusebereich der Zahnstange
12: Gehäusebereich des Elektromotors
13: Vorrichtung
20: Getriebegehäuse
21: Druckstück
22: Lager
23: Übertragungselement
24: Lager
25: Übertragungselement
26: Stopfen
30: Nachstelleinrichtung
31: Stellscheibe
32: Stellscheibe
33: Drehfeder
34: Federscheibe
35: Anpressfläche
36: Anpressfläche
37: Ausnehmung
38: Rand
39: Ausnehmung
40: Flächensegmente
300: Absatz
301: Führungselement
302: Gehäuse
303: Ausnehmung
304: Gewinde
305: Schraube
S: Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10230600 B4 [0002]

Claims

Vorrichtung (13) zum Andrücken eines ersten Übertragungselements (23) an ein in das erste Übertragungselement (23) eingreifendes zweites Übertragungselement, (25) insbesondere für eine Lenkung eines Kraftfahrzeugs, mit einem in Richtung des ersten Übertragungselements (23) belastbaren, in einem Gehäuse (302) verschiebbar geführten Druckstück (21), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Nachstelleinrichtung (30) zur Minimierung eines zwischen dem ersten Übertragungselement (23) und dem zweiten Übertragungselement (25) auftretenden Spiels aufweist.
Vorrichtung (13) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstelleinrichtung (30) zwei relativ zueinander verdrehbare Stellscheiben (31, 32), welche an Kontaktflächen aneinander anliegen, aufweist und die Kontaktflächen mindestens zwei schräge Flächensegmente (40) aufweisen.
Vorrichtung (13) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden relativ zueinander verdrehbaren Stellscheiben (31, 32) eine Drehfeder (33) anordenbar ist.
Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Nachstelleinrichtung (30) und dem Druckstück (21) eine Federscheibe (34) angeordnet ist.
Vorrichtung (13) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Federscheibe (34) die Nachstelleinrichtung (30) einen Absatz (300) und das Druckstück (21) eine Ausnehmung (39) oder das Druckstück (21) einen Absatz und die Nachstelleinrichtung (30) eine Ausnehmung aufweist.
Vorrichtung (13) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (300) etwas größer ist als das zulässige Spiel zwischen dem ersten Übertragungselement (23) und dem zweiten Übertragungselement (25).
Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpressfläche (35) zwischen dem Druckstück (21) und der Federscheibe (34) und/oder die Anpressfläche (36) zwischen der Nachstelleinrichtung (30) und der Federscheibe (34) möglichst groß ist.
Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (21) eine weitere Ausnehmung (37) zur Aufnahme der Federscheibe (34) aufweist.
Vorrichtung (13) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Ausnehmung (37) einen umlaufenden überstehenden verstemmbaren Rand (38) aufweist.
Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachstelleinrichtung (30) an ihrer dem Druckstück (21) gegenüberliegende Seite im Randbereich eine Ausnehmung (303) aufweist.
Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Federscheibe (34) in ihrem inneren Bereich mindestens eine Ausnehmung aufweist.
Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federscheibe (34) eine Dicke zwischen 0,2 Millimeter und 0,4 Millimeter aufweist.
Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Federscheibe (34) ein Stanzteil ist.
Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stellscheiben (31, 32) mit einer entfernbaren Schraube (305) gegeneinanderpressbar sind.
Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie an einem Getriebegehäuse (20) sicherbar ist.
Lenkung, insbesondere Elektrolenkung eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 aufweist.