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DE102018215408A1 - Kugelgewindetrieb für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit Distanzstücken zwischen benachbarten Kugeln - Google Patents

Kugelgewindetrieb für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs mit Distanzstücken zwischen benachbarten Kugeln Download PDF

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DE102018215408A1
DE102018215408A1 DE102018215408.2A DE102018215408A DE102018215408A1 DE 102018215408 A1 DE102018215408 A1 DE 102018215408A1 DE 102018215408 A DE102018215408 A DE 102018215408A DE 102018215408 A1 DE102018215408 A1 DE 102018215408A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
balls
steering
spacers
gear
ball screw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018215408.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Oliver Hetzel
Michael Watzlawik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102018215408.2A priority Critical patent/DE102018215408A1/de
Publication of DE102018215408A1 publication Critical patent/DE102018215408A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Es ist eine Kombination einer Getriebemutter 12 und einer Mehrzahl von Kugeln 11 vorgesehen, die für ein als Kugelgewindetrieb 9 ausgebildetes Lenkgetriebe eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs ausgelegt ist. Die Kugeln 11 sind in einem Kugelumlauf aufgenommen. Der Kugelumlauf umfasst mindestens eine Kugelgewindenut 10, 13, die an einer Innenseite der Getriebemutter 12 sowie, bei dem Lenkgetriebe, zusätzlich in einer Lenkstange 2 des Lenkgetriebes ausgebildet ist. Weiterhin ist ein in der Getriebemutter 12 ausgebildeter Rückführkanal 20 vorgesehen, der die Enden der Kugelgewindenut(en) 10 ,13 miteinander verbindet. Zwischen Paaren benachbarter Kugeln 11 ist jeweils ein kreisringförmiges Distanzstück 24 angeordnet. Die Mantelflächen 25 der Distanzstücke 24 sind jeweils im Querschnitt zulaufend, insbesondere spitz oder gekrümmt zulaufend, ausgebildet. Die Anzahlen und Dimensionen der Kugeln 11 und der Distanzstücke 24 sind derart bemessen, dass diese den von der/den Kugelgewindenut(en) 10 ,13 und dem Rückführkanal 20 ausgebildeten Kugelumlauf nur teilweise ausfüllen, so dass sich zwischen benachbarten Kugeln 11 und Distanzstücken 24 Abstände ausbilden können, die in Summe mindestens dem Durchmesser einer der Kugeln 11 entsprechen. Dieses erfindungsgemäß bewusst vorgesehene, relativ große Spiel zwischen den Kugeln 11 und den Distanzstücken 24 ermöglicht in vorteilhafter Weise eine automatisierte Montage des Lenkgetriebes.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit einer in einem Gehäuse längsaxial verschiebbar gelagerten Lenkstange und mit einem Lenkmotor, der über einen Kugelgewindetrieb auf die Lenkstange wirkt, wozu die Lenkstange und eine Getriebemutter des Kugelgewindetriebs jeweils eine Kugelgewindenut ausbilden, in denen Kugeln angeordnet sind, wodurch eine Drehbewegung der drehantreibend mit dem Lenkmotor verbundenen Getriebemutter in eine translatorische Bewegung der Lenkstange entlang deren Längsachse gewandelt wird.
  • Ein solches Lenksystem kann dabei insbesondere in Form eines Hilfskraftlenksystems ausgebildet sein, durch das beim Lenken ein unterstützendes Drehmoment erzeugt wird, um das von einem Fahrzeugführer des Kraftfahrzeugs auf eine Lenksäule aufzubringende Lenkmoment zu reduzieren.
  • Ein Hilfskraftlenksystem mit einem Kugelgewindetrieb ist aus der EP 1 357 012 B1 bekannt. Bei diesem Kugelgewindetrieb ist jeweils zwischen zwei benachbarten Kugeln ein kreisringförmiges Distanzstück angeordnet, das dazu dient, einen direkten Kontakt zwischen den angrenzenden Kugeln zu vermeiden. Dadurch soll aufgrund eines verringerten Verschleißes der Kugeln die Lebensdauer des Kugelgewindetriebs erhöht und eine Geräuschentwicklung im Betrieb gering gehalten werden. Der für die Anordnung der Distanzstücke vorgesehene Platz in dem Kugelumlauf des Kugelgewindetriebs und damit die Summe der Abstände zwischen den jeweils benachbarten Kugeln soll dabei zwischen dem Einfachen und dem Dreifachen des Kugeldurchmessers liegen.
  • Bei dem Kugelgewindetrieb gemäß der EP 1 357 012 B1 sind die Abstände zwischen den aneinander gereihten Kugeln und Distanzstücken so klein wie möglich gewählt; d.h. bei der Montage des Kugelgewindetriebs soll gerade noch das letzte Distanzstück in den verbliebenen Abstand zwischen dem zuletzt verbliebenen Paar von Kugeln eingesetzt werden können. Eine automatisierte Montage eines solchen Kugelgewindetriebs ist nach derzeitigem Stand der Technik nicht oder nur unter großem Aufwand möglich.
  • Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Kugelgewindetrieb, wie er aus der EP 1 357 012 B1 bekannt ist, so weiterzuentwickeln, dass mittels diesem in vorteilhafter Weise eine automatisierte Montage möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird mittels eines als Kugelgewindetrieb ausgebildeten Lenkgetriebes gemäß dem Patentanspruch 7 gelöst. Eine Kombination einer Getriebemutter und einer Mehrzahl von Kugeln für ein solches Lenkgetriebe sowie ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Lenkgetriebe sind Gegenstände der Patentansprüche 1 und 8. Weiterhin wird gemäß dem Patentanspruch 9 ein Verfahren zur Montage eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Kombination und damit des erfindungsgemäßen Lenkgetriebes sowie des erfindungsgemäßen Lenksystems sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß ist eine Kombination einer Getriebemutter und einer Mehrzahl von Kugeln, die hohl oder massiv ausgebildet sein können, vorgesehen, wobei diese Kombination für ein als Kugelgewindetrieb ausgebildetes Lenkgetriebe eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs ausgelegt ist. Die Kugeln sind in einem Kugelumlauf aufgenommen oder darin zumindest aufgrund entsprechender Dimensionierungen der Kugeln und des Kugelumlaufs aufnehmbar. Der Kugelumlauf umfasst eine oder zwei Kugelgewindenuten, die an einer Innenseite der Getriebemutter sowie, bei einem erfindungsgemäßen Lenkgetriebe, zusätzlich in zumindest einem Abschnitt einer Lenkstange des Lenkgetriebes ausgebildet ist/sind. Dabei verlaufen die Kugelgewindenuten der Getriebemutter und der Lenkstange nebeneinander und bilden so einen spiralförmig verlaufenden, umfangsseitig weitestgehend (d.h. mit Ausnahme der zwischen der Lenkstange und der Getriebemutter ausgebildeten Spalte) geschlossenen Gewindekanal mit annähernd kreisförmigen Öffnungsquerschnitten zur Aufnahme der Kugeln aus. Weiterhin ist ein in der Getriebemutter ausgebildeter Rückführkanal vorgesehen, der die Enden der Kugelgewindenut(en) miteinander verbindet. Zwischen mehreren und vorzugsweise allen Paaren benachbarter Kugeln ist jeweils ein kreisringförmiges Distanzstück angeordnet, wobei diese Distanzstücke vorzugsweise identisch ausgebildet sind. Die (äußere) umlaufende Mantelfläche der Distanzstücke ist jeweils zulaufend ausgebildet. Die Anzahlen und Dimensionen der Kugeln und der Distanzstücke sind dabei derart bemessen, dass diese den Kugelumlauf nur teilweise ausfüllen, so dass sich zwischen benachbarten Kugeln und Distanzstücken Abstände ausbilden können, die in Summe mindestens dem Durchmesser einer, vorzugsweise der Summe der Durchmesser von mindestens zwei, drei, vier, fünf oder mehr Kugeln entsprechen.
  • Dieses erfindungsgemäß bewusst vorgesehene, relativ große Spiel zwischen den Kugeln und den Distanzstücken ermöglicht in vorteilhafter Weise eine automatisierte Montage des Kugelgewindetriebs, weil dadurch alle für eine abschließende Montage des Kugelgewindetriebs benötigten Kugeln und Distanzstücke maschinell in den Kugelumlauf eingesetzt werden können. Gleichzeitig bringt ein derart großes Spiel zwischen den Kugeln und den Distanzstücken jedoch die Gefahr mit sich, dass eines oder mehrere der Distanzstücke im Betrieb des entsprechenden Kugelgewindetriebs beziehungsweise Lenkgetriebes so weit innerhalb des Kugelumlaufs aus der aufrechten Position, in der diese bei einer spielfreien Anordnung zwischen jeweils zwei Kugeln angeordnet wären, kippen, dass diese innerhalb des Kugelumlaufs verkanten und dadurch einen Betrieb des Kugelgewindetriebs behindern oder sogar verhindern. Um zu vermeiden, dass derart weit gekippte Distanzstücke innerhalb des Kugelumlaufs verkanten, sind die umlaufenden Mantelflächen der Distanzstücke im Querschnitt zulaufend oder gekrümmt ausgebildet, wodurch erreicht werden kann, dass diese, wenn diese beidseitig durch die benachbarten Kugeln belastet werden, sich selbsttätig wieder in Richtung der aufrechten Stellung aufstellen (nachfolgend auch als „Aufstellwirkung“ bezeichnet). Eine Beeinträchtigung der Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes infolge von bewusst aus Montagegründen vorgesehenem, relativ großem Spiel zwischen den Kugeln und den Distanzstücken kann dadurch vermieden werden.
  • Als „zulaufend“ wird erfindungsgemäß verstanden, dass sich der Durchmesser der Mantelfläche der Distanzstücke ausgehend von den beiden längsaxialen Enden der Distanzstücke in Richtung einer längsaxialen Mitte der Distanzstücke vergrößert. Bevorzugt sind die Mantelflächen der Distanzstücke spitz oder gekrümmt, dann vorzugsweise teilkreisförmig oder teilelliptisch gekrümmt, zulaufend ausgebildet. In diesen Fällen ist eine kontinuierliche Vergrößerung des Durchmessers der Distanzstücke jeweils ausgehend von den längsaxialen Enden bis zu der längsaxialen Mitte realisiert. Alternativ kann beispielsweise auch eine zulaufende Ausgestaltung der Mantelflächen mit abgeflachter Spitze vorgesehen sein, so dass dann beispielsweise eine kontinuierliche Vergrößerung des Durchmessers jeweils ausgehend von den längsaxialen Enden noch vor dem Erreichen der längsaxialen Mitte endet und der Durchmesser dazwischen gleichbleibend oder gegebenenfalls sich auch wieder verkleinernd ausgebildet ist.
  • Zur Realisierung einer besonders ausgeprägten Aufstellungswirkung kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der größte und vorzugsweise auch der kleinste Außendurchmesser der Distanzstücke größer als der halbe Durchmesser der Kugeln ist. Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass der kleinste Außendurchmesser der Distanzstücke mindestens oder genau 80% des Durchmessers der Kugeln und/oder der größte Außendurchmesser der Distanzstücke höchstens oder genau 97% des Durchmessers der Kugeln beträgt.
  • Um eine problemlose Bewegung der Distanzelemente durch den Kugelumlauf zu gewährleisten, sollte vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Öffnungsquerschnitte des umfangsseitig über seine gesamte Länge geschlossen ausgebildeten Rückführkanals kreisförmig ausgebildet sind.
  • Für eine vorteilhafte Fertigung einer Getriebemutter, die insbesondere einen solchen Rückführkanal umfasst, sowie für eine vorteilhafte Montage eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes mit einer solchen Getriebemutter kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Getriebemutter einen Grundkörper und einen oder zwei stirnseitig (d.h. an den längsaxialen Enden angeordnet) mit der Getriebemutter verbundene(n) Führungsteil(e) umfasst, in dem/denen (jeweils) ein gekrümmt verlaufender Abschnitt des Rückführkanals ausgebildet ist. Der in dem Grundkörper verlaufende Abschnitt des Rückführkanals kann dagegen vorzugsweise vollständig geradlinig und dabei vorzugsweise parallel zu der Längsachse der Getriebemutter verlaufen.
  • Als „Längsachse“ eines Körpers oder eines Hohlraums, der eine geschlossen umlaufende Mantelfläche aufweist, wird diejenige Achse verstanden, die die geometrischen Schwerpunkte der verschiedenen Querschnitte dieser Mantelfläche verbindet.
  • Ein erfindungsgemäßes Lenksystem umfasst ein erfindungsgemäßes Lenkgetriebe, wobei die Lenkstange des Lenkgetriebes in einem Gehäuse des Lenksystems längsaxial verschiebbar gelagert ist. Weiterhin ist ein Lenkmotor vorgesehen, der drehantreibend mit der Getriebemutter zusammenwirkt.
  • Das erfindungsgemäße Lenksystem kann vorzugsweise als Hilfskraftlenksystem ausgebildet sein und somit ermöglichen, ein über eine Lenkhandhabe (z.B. ein Lenkrad) und vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Lenksäule auf ein (zusätzliches) Lenkgetriebe übertragenes, manuell erzeugtes Lenkmoment durch ein von dem Lenkmotor erzeugtes Lenkmoment überlagern zu lassen, um die Höhe des für ein Lenken erforderlichen, manuell zu erzeugenden Lenkmoments zu begrenzen (ggf. temporär auch bis auf null zu reduzieren).
  • Das Lenksystem kann andererseits auch so ausgebildet sein, dass der Lenkmotor stets die gesamte für ein Lenken erforderliche Antriebsleistung bereitstellt.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen PKW oder LKW, mit einem erfindungsgemäßen Lenksystem. Dabei kann die Lenkstange mit Radlenkhebeln von Radaufhängungen des Kraftfahrzeugs drehbar verbunden sein.
  • Die unbestimmten Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
    • 1: ein erfindungsgemäßes Lenksystems in einem teilweisen Längsschnitt;
    • 2: ein Abschnitt des Lenksystems in einem Längsschnitt;
    • 3: ein Lenkgetriebe des Lenksystems in einem Längsschnitt;
    • 4: den in der 3 mit IV gekennzeichneten Ausschnitt in vergrößerter Darstellung;
    • 5: einen Längsschnitt durch Teile der Getriebemutter des Lenkgetriebes in einer ersten perspektivischen Darstellung;
    • 6: den Längsschnitt durch Teile der Getriebemutter des Lenkgetriebes in einer zweiten perspektivischen Darstellung;
    • 7: schematisch die Aufstellwirkung eines Distanzstücks eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes gemäß einer ersten Ausgestaltungsform; und
    • 8: schematisch die Aufstellwirkung eines Distanzstücks eines erfindungsgemäßen Lenkgetriebes gemäß einer zweiten Ausgestaltungsform.
  • Die 1 bis 5 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Lenksystems, das als Hilfskraftlenksystem ausgebildet ist.
  • Das Lenksystem umfasst ein mehrteiliges, im Wesentlichen rohrförmiges Gehäuse 1, innerhalb dessen eine Lenkstange 2 längsaxial, d.h. entlang ihrer Längsachse 3 beweglich gelagert ist. An ihren beiden Enden ist die Lenkstange 2 jeweils mit einem Kugelgelenk 4 verbunden, wobei die Kugelgelenke 4 wiederum mit jeweils einer Spurstange 5 verbunden sind. Die Spurstangen 5 sind für eine drehbare Anbindung an Lenkhebel (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei die Lenkhebel eine längsaxiale Bewegung der Lenkstange 2 in ein Schwenken von lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeugs wandeln.
  • Eine längsaxiale Bewegung der Lenkstange 2 kann zum einen durch das Erzeugen einer Drehbewegung einer Lenkhandhabe (nicht dargestellt), insbesondere eines Lenkrads, des Kraftfahrzeugs bewirkt werden, wobei diese Drehbewegung der Lenkhandhabe über eine Lenksäule 6 (nur teilweise dargestellt) auf ein Lenkritzel (nicht sichtbar), das Teil eines ersten Lenkgetriebes 7 des Lenksystems ist, übertragen wird. Das Lenkritzel kann hierzu mit einem als Zahnstange ausgebildeten Abschnitt (nicht sichtbar) der Lenkstange 2 zusammenwirken, um die Drehbewegung des Lenkritzels in eine translatorische Bewegung der Lenkstange 2 entlang ihrer Längsachse 3 zu wandeln.
  • Eine längsaxiale Bewegung der Lenkstange 2 kann weiterhin durch die Erzeugung eines Hilfslenkmoments mittels eines Lenkmotors 8, der im vorliegenden Ausgestaltungsbeispiel elektrisch ausgebildet ist, bewirkt werden. Die Antriebsleistung des Lenkmotors 8 wird hierzu mittels eines zweiten Lenkgetriebes in Form eines Kugelgewindetriebs 9 auf die Lenkstange 2 übertragen, wozu die Lenkstange 2 in einem Abschnitt eine Kugelgewindenut 10 mit teilkreisförmigen Nutquerschnitten ausbildet. Innerhalb eines beim Lenken veränderlichen Abschnitts der Kugelgewindenut 10 sind eine Vielzahl von Kugeln 11 angeordnet, die zudem innerhalb einer ebenfalls teilkreisförmige Nutquerschnitte aufweisenden Kugelgewindenut 13 aufgenommen sind, die an der Innenseite eines Grundkörpers 14 einer Getriebemutter 12 des Kugelgewindetriebs 9 ausgebildet ist. Die Getriebemutter 12 des Kugelgewindetriebs 9 ist infolge einer entsprechenden Lagerung in einer Lageranordnung 15 drehbar, ansonsten unbeweglich in das Gehäuse 1 integriert. Ein drehender Antrieb der Getriebemutter 12 erfolgt unter Zwischenschaltung einer weiteren Getriebestufe, die in dem gezeigten Ausgestaltungsbeispiel in Form eines Riementriebs ausgebildet ist, wozu die Getriebemutter 12 mit einem ersten Getrieberad (Riemenrad) 16 drehfest beziehungsweise drehmomentübertragend verbunden ist. Das erste Getrieberad 16 ist teilweise von einem Riemen 17, beispielsweise einem Zahn- oder Flachriemen, umschlungen, wobei der Riemen 17 weiterhin über ein zweites Getrieberad 18, das drehfest mit einer Abtriebswelle 19 des Lenkmotors 8 verbunden ist, geführt ist. Folglich wird eine Drehbewegung der Abtriebswelle 18 des Lenkmotors 8 über den Riementrieb auf die Getriebemutter 12 des Kugelgewindetriebs 9 übertragen, wobei eine Untersetzung (Übersetzungsverhältnis i > 1) der Drehgeschwindigkeiten erfolgt. Diese Drehbewegung der Getriebemutter 12 wird dann mittels der Kugeln 11 auf die Lenkstange 2 übertragen und dabei in eine translatorische Bewegung der Lenkstange 2 gewandelt.
  • Während einer durch eine Drehbewegung der Getriebemutter 12 bewirkten Relativbewegung zwischen der Lenkstange 2 und der Getriebemutter 12 werden die Kugeln 11 in einer von der Drehrichtung der Getriebemutter 12 abhängigen Richtung entlang der Kugelgewindenuten 10, 13 bewegt. Dies bedingt, dass diejenigen Kugeln 11, die das Ende der Kugelgewindenuten 10, 13 beziehungsweise eines von diesen beiden Kugelgewindenuten 10, 13 ausgebildeten Gewindekanals erreicht haben, über einen Rückführkanal 20 an das jeweils andere Ende der Kugelgewindenuten 10, 13 beziehungsweise des Gewindekanals zurückgeführt werden. Dieser Rückführkanal 20 bildet demnach in Kombination mit den Kugelgewindenuten 10, 13 beziehungsweise mit dem von diesen ausgebildeten Gewindekanal einen Kugelumlauf aus. Der Rückführkanal 20 ist vollständig in die Getriebemutter 12 integriert, wobei innerhalb des Grundkörpers 14 der Getriebemutter 12 ein über seine gesamte Länge parallel zu der Längsachse 3 der Getriebemutter 12 geradlinig verlaufender Abschnitt 21 und in zwei Führungsteilen 22 der Getriebemutter 12, die stirnseitig mit dem Grundkörper 14 verbunden sind, jeweils ein gekrümmt verlaufender Abschnitt 23 des Rückführkanals 20 ausgebildet ist. Das freie Ende (bzw. die Senkrechte bezüglich des Öffnungsquerschnitts an diesem freien Ende) jedes dieser gekrümmt verlaufenden Abschnitte 23 des Rückführkanals 20 weist eine Orientierung auf, die tangential bezüglich des angrenzenden Abschnitts der Kugelgewindenuten 10, 13 der Lenkstange 2 und der Getriebemutter 12 ausgerichtet ist, während das andere Ende jeweils spaltfrei und absatzlos in den geradlinig verlaufenden Abschnitt 21 des Rückführkanals 20 übergeht. Der Rückführkanal 20 weist über seine gesamte Länge kreisförmige Querschnittsöffnungen mit konstant großem Durchmesser auf, wobei der Durchmesser dieser Querschnittsöffnungen nur geringfügig größer als der (Außen-)Durchmesser der Kugeln 11 ist.
  • Zwischen jeweils zwei benachbarten Kugeln 11 des Kugelgewindetriebs 9 ist ein Distanzstück 24 angeordnet. Diese Distanzstücke 24 verhindern einen direkten Kontakt zwischen den jeweils angrenzenden Kugeln 11, wodurch insbesondere einerseits eine ungewollte, von den Kugeln 11 ausgehende Geräuschentwicklung im Betrieb des Lenksystems gering gehalten werden kann. Andererseits verringern die Distanzstücke 24 Ungleichförmigkeiten der Bewegungen der Kugeln 11 innerhalb des Kugelumlaufs. Dadurch ergibt sich eine möglichst gleichförmige Wandlung einer Drehbewegung der Getriebemutter 12 in eine translatorische Bewegung der Lenkstange 2, was sich vorteilhaft hinsichtlich des in der Lenkhandhabe haptisch bemerkbaren Lenkgefühls auswirkt.
  • Um eine möglichst weitgehend automatisierte Montage des Lenksystems zu realisieren, ist vorgesehen, die Kugeln 11 und die Distanzstücke 24 mittels einer automatisierten Montagevorrichtung (nicht dargestellt) in den von den Kugelgewindenuten 10, 13 und dem Rückführkanal 20 ausgebildeten Kugelumlauf einzubringen. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Getriebemutter 12, bei der eines der Führungsteile 22 noch nicht montiert ist, auf die Lenkstange 2 aufgesetzt wird. Anschließend werden die Kugeln 11 und Distanzstücke 24 abwechselnd mittels der Montagevorrichtung über das dann freie Ende des in dem Grundkörper 14 der Getriebemutter 12 ausgebildeten, geradlinig verlaufenden Abschnitts 21 des Rückführkanals 20 in den Kugelumlauf eingebracht, bis diese bei im Wesentlichen spielfreier Aneinanderreihung einen Abschnitt des von den Kugelgewindenuten 10,13 ausgebildeten Gewindekanals erreichen, ausgehend von dem diese in das freie Ende des gekrümmt verlaufenden Abschnitts 23 des Rückführkanals 20 des noch nicht montierten Führungsteils 22 übergeben würden. Daraufhin kann mittels der Montagevorrichtung oder aber auch manuell das zuvor noch nicht montierte Führungsteil 22 montiert beziehungsweise mit dem Grundkörper 14 der Getriebemutter 12 verbunden werden, wobei der darin ausgebildete, gekrümmt verlaufende Abschnitt 23 des Rückführkanals 20 nicht oder zumindest nur teilweise mit Kugeln 11 und Distanzstücken 24 gefüllt ist. Aufgrund dessen ergibt sich insgesamt eine nicht vollständige Füllung des Kugelumlaufs, so dass sich zwischen benachbarten Kugeln 11 und Distanzstücken 24 relativ große Abstände einstellen können. Ist der gekrümmt verlaufende Abschnitt 23 des Rückführkanals 20 in dem abschließend montierten Führungsteil 22 bei dessen Montage überhaupt nicht mit Kugeln 11 und Distanzstücken 24 befüllt, so kann sich aufgrund der Länge dieses Abschnitts 23 des Rückführkanals 20 (bei ansonsten spielfreien Kontakten zwischen den Kugeln 11 und den Distanzstücken 24) ein maximaler Abstand zwischen zwei benachbarten Kugeln 11 einstellen, der mehr als das Vierfache des Kugeldurchmessers beträgt. Es ist ersichtlich, dass das dazu führen kann, dass im Betrieb des Lenksystems regelmäßig Abstände zwischen benachbarten Kugeln 11 auftreten, die größer als der (größte) Außendurchmesser der dazwischen angeordneten Distanzstücke 24 ist, so dass die dann dazwischen liegenden Distanzstücke 24 bis hin zu einer um 90° gegenüber der aufrechten Stellung gedrehten Stellung kippen können. Infolge einer Dimensionierung der Distanzstücke 24 derart, dass deren kleinster Außendurchmesser DDmin mindestens 80% und dessen größter Außendurchmesser DDmax höchstens 97% des Kugeldurchmessers DK beträgt, und in Kombination mit den exakt oder zumindest annähernd kreisförmigen Öffnungsquerschnitten des Rückführkanals 20 und des von den Kugelgewindenuten 10, 13 ausgebildeten Gewindekanals wird erreicht, dass selbst solche um bis zu 90° gegenüber der aufrechten Stellung gekippte Distanzstücke 24 in etwa mittig des Rückführkanals oder des Gewindekanals angeordnet verbleiben. Durch diese zentrale Anordnung der Distanzstücke 24 in Verbindung mit einer zulaufenden Ausbildung der Mantelflächen 25 der Distanzstücke 24 wird erreicht, dass gekippte Distanzstücke 24 sich wieder selbsttätig in Richtung und gegebenenfalls bis hin zur aufrechten Stellung aufrichten, wenn sich die Abstände zwischen den jeweils dazu benachbarten Kugeln 11 im Betrieb des Lenksystems wieder entsprechend verringern. Auf diese Weise kann ein dauerhaftes oder zumindest einen relevanten Widerstand darstellendes Verkanten gekippter Distanzstücke 24 im Betrieb des Lenksystems verhindert werden.
  • Die 7 und 8 verdeutlichen diese Aufstellwirkung der Distanzstücke 24 in schematischen Darstellungen, wobei das in der 7 dargestellte Distanzstück 24, ebenso wie die Distanzstücke 24 bei dem Lenksystem gemäß den 1 bis 5, geradlinig spitz zulaufend ausgebildet ist, während das Distanzstück 24 gemäß der 8 eine gekrümmt und konkret teilkreisförmig gekrümmt zukaufende Mantelfläche 25 aufweist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gehäuse
    2
    Lenkstange
    3
    Längsachse der Lenkstange /der Getriebemutter
    4
    Kugelgelenk
    5
    Spurstange
    6
    Lenksäule
    7
    erstes Lenkgetriebe
    8
    Lenkmotor
    9
    zweites Lenkgetriebe / Kugelgewindetrieb
    10
    Kugelgewindenut der Lenkstange
    11
    Kugel
    12
    Getriebemutter
    13
    Kugelgewindenut der Getriebemutter
    14
    Grundkörper der Getriebemutter
    15
    Lageranordnung
    16
    erstes Getrieberad
    17
    Riemen
    18
    zweites Getrieberad
    19
    Abtriebswelle des Lenkmotors
    20
    Rückführkanal
    21
    geradliniger Abschnitt des Rückführkanals
    22
    Führungsteil der Getriebemutter
    23
    gekrümmt verlaufender Abschnitt des Rückführkanals
    24
    Distanzstück
    25
    Mantelfläche eines Distanzstücks
    DDmin
    Kleinster Außendurchmesser eines Distanzstücks
    DDmax
    Größter Außendurchmesser eines Distanzstücks
    DK
    Durchmesser einer Kugel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1357012 B1 [0003, 0004, 0005]

Claims (9)

  1. Kombination einer Getriebemutter (12) und einer Mehrzahl von Kugeln (11), ausgelegt für ein als Kugelgewindetrieb (9) ausgebildetes Lenkgetriebe (9) eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kugeln (11) in einem Kugelumlauf aufgenommen oder aufnehmbar sind, wobei der Kugelumlauf von einer Kugelgewindenut (13), das an einer Innenseite der Getriebemutter (12) ausgebildet ist, und einem in der Getriebemutter (12) ausgebildeten Rückführkanal (20), der die Enden der Kugelgewindenut (13) miteinander verbindet, ausgebildet ist und wobei zwischen Paaren benachbarter Kugeln (11) jeweils ein kreisringförmiges Distanzstück (24) angeordnet ist, wobei die Mantelflächen (25) der Distanzstücke (24) zulaufend ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl und Dimensionen der Kugeln (11) und der Distanzstücke (24) derart bemessen sind, dass diese den Kugelumlauf nur teilweise ausfüllen, so dass sich zwischen benachbarten Kugeln (11) und Distanzstücken(24) Abstände ausbilden können, die in Summe mindestens dem Durchmesser einer Kugel (11) entsprechen.
  2. Kombination gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das der größte Außendurchmesser (DDmax) und vorzugsweise auch der kleinste Außendurchmesser (DDmin) der Distanzstücke (24) größer als der halbe Durchmesser (DK) der Kugeln (11) ist.
  3. Kombination gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das der kleinste Außendurchmesser (DDmin) der Distanzstücke (24) mindestens 80% des Durchmessers (DK) der Kugeln (11) und/oder der größte Außendurchmesser (DDmax) der Distanzstücke (24) höchstens 97% des Durchmessers (DK) der Kugeln (11) beträgt.
  4. Kombination gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wobei die Öffnungsquerschnitte des über seine gesamte Länge umfangsseitig geschlossen ausgebildeten Rückführkanals (20) kreisförmig ausgebildet sind.
  5. Kombination gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebemutter (12) einen Grundkörper (14) und einen oder zwei stirnseitig mit dem Grundkörper (14) verbundene(n) Führungsteil(e) (22) umfasst, in dem/denen ein gekrümmt verlaufender Abschnitt (23) des Rückführkanals (20) ausgebildet ist.
  6. Kombination gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Grundkörper (14) verlaufender Abschnitt (21) des Rückführkanals (20) vollständig geradlinig verläuft.
  7. Lenkgetriebe (9) mit einer Kombination gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einer Lenkstange (2), wobei die Lenkstange (2) ebenfalls eine Kugelgewindenut (10) ausbildet, die in Kombination mit der Kugelgewindenut (13) der Getriebemutter (12) ein Teil des Kugelumlaufs darstellt.
  8. Lenksystem mit einem Lenkgetriebe (9) gemäß Anspruch 7, wobei die Lenkstange (2) in einem Gehäuse (1) längsaxial verschiebbar gelagert ist, und mit einem Lenkmotor (8), der drehantreibend mit der Getriebemutter (12) zusammenwirkt.
  9. Verfahren zur Montage eines Lenkgetriebes (9) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (11) und Distanzstücke (24) mittels einer automatisierten Montagevorrichtung in den Kugelumlauf eingesetzt werden.
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