DE102022201929B4

DE102022201929B4 - Servolenkvorrichtung mit zahnstangenantrieb

Info

Publication number: DE102022201929B4
Application number: DE102022201929.6A
Authority: DE
Inventors: Hyeon Su KIM
Original assignee: HL Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2024-08-22
Anticipated expiration: 2042-02-25
Also published as: KR20220120823A; US20220266893A1; DE102022201929A1; US11840291B2; CN114954636A

Abstract

Servolenkvorrichtung mit Zahnstangenantrieb, die umfasst:
eine Zahnstange (120) mit einer äußeren umlaufenden Schraubennut (120a), die auf ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist;
eine Kugelmutter (125) mit einer inneren umlaufenden Schraubennut (125a), die der äußeren umlaufenden Schraubennut (120a) entspricht, auf einer inneren Umfangsfläche und mit einer ersten und einer zweiten Kugelumlauföffnung (127a, 127b), die die innere Umfangsfläche und eine äußere Umfangsfläche der Kugelmutter (125) durchdringen und entlang der inneren umlaufenden Schraubennut (125a) voneinander beabstandet sind;
eine Mutterriemenrolle (130), mit einer inneren Umfangsfläche, die von der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter (125) beabstandet ist, und die mit einem Ende der Kugelmutter (125) gekoppelt ist; und
ein Rücklaufrohr (160), das zwischen der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter (125) und der inneren Umfangsfläche der Mutterriemenrolle (130) angeordnet ist, wobei ein Ende mit der ersten Kugelumlauföffnung (127a) und das andere Ende mit der zweiten Kugelumlauföffnung (127b) verbunden ist, um Kugeln umlaufen zu lassen,
wobei an der Außenfläche des Rücklaufrohrs (160) mindestens ein äußerer Vorsprung (165) ausgebildet ist, der sich an einer inneren Umfangsfläche der Mutterriemenrolle (130) abstützt, und
wobei mindestens ein innerer Vorsprung (135) zur Abstützung des mindestens einen äußeren Vorsprungs (165) an einer inneren Umfangsfläche der Mutterriemenrolle (130) ausgebildet ist.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegenden Ausführungsbeispiele betreffen eine Servolenkvorrichtung mit Zahnstangenantrieb. Genauer gesagt, wird bei den vorliegenden Ausführungen, selbst wenn das Fahrzeug während der Fahrt kontinuierlich gelenkt wird, das Rücklaufrohr nicht von der Kugelmutter getrennt, verformt oder beschädigt, und die Kugel wird präzise durch das Rücklaufrohr zur Kugelmutter geführt, um die richtige Lenkunterstützungskraft zu liefern.
Stand der Technik
Eine allgemeine Servolenkvorrichtung mit Zahnstangenantrieb umfasst ein Lenksystem, das sich vom Lenkrad zu beiden Rädern erstreckt, und einen Hilfskraftmechanismus, der das Lenksystem mit Lenkunterstützungskraft versorgt. Im Folgenden wird eine solche Servolenkvorrichtung mit Zahnstangenantrieb auch als zahnstangengetriebene Servolenkvorrichtung bezeichnet.
Eine solche herkömmliche zahnstangengetriebene Servolenkvorrichtung umfasst einen von einer elektronischen Steuervorrichtung gesteuerten Motor, eine an der Motorwelle befestigte Motorriemenrolle, eine Kugelmutter, die über eine Kugel mit einer Zahnstange verbunden ist, ein mit der Kugelmutter gekoppeltes und die Kugel umlaufendes Rücklaufrohr, eine mit der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter gekoppelte Mutterriemenrolle und einen mit der Motorriemenrolle und der Mutterriemenrolle gekoppelten Riemen.
Diese zahnstangengetriebene Servolenkvorrichtung hatte jedoch das Problem, dass sich das Rücklaufrohr aufgrund der Vibrationen, die beim Umlauf der Kugel durch das Rücklaufrohr und die Kugelmutter infolge des ständigen Lenkens und der von der Fahrbahnoberfläche übertragenen Stöße beim Fahren des Fahrzeugs entstehen, löste, verformte oder beschädigt wurde.
Außerdem wird die Kugel nicht richtig umgewälzt, wenn das Rücklaufrohr nicht genau an der Kugelmutter befestigt ist, so dass die Lenkunterstützung und die Effizienz der Kraftübertragung verringert werden.
Aus den Druckschriften DE 11 2020 001 002 T5 , DE 11 2020 002 451 T5 und JP 2020-29 908 A sind Servolenkvorrichtungen mit unterschiedlichen Anordnungen von Kugelmuttern und Rücklaufrohren bekannt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Technische Aufgabe
Dementsprechend bieten die vorliegenden Ausführungsbeispiele in der zahnstangengetriebenen Servolenkungsvorrichtung eine zahnstangengetriebene Servolenkungsvorrichtung, bei der selbst dann, wenn das Fahrzeug während der Fahrt kontinuierlich gelenkt wird, das Rücklaufrohr nicht von der Kugelmutter getrennt, verformt oder beschädigt wird und die Kugel präzise durch das Rücklaufrohr zur Kugelmutter umläuft, um die richtige Lenkunterstützungskraft zu liefern.
Technische Lösung
Diese Aufgabe wird durch eine Servolenkvorrichtung mit Zahnstangenantrieb gemäß Anspruch 1 gelöst. Gemäß einem Aspekt sehen die vorliegenden Ausführungsbeispiele eine zahnstangengetriebene Servolenkungsvorrichtung vor, die insbesondere eine Zahnstange mit einer äußeren umlaufenden Schraubennut, die auf ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, eine Kugelmutter mit einer inneren umlaufenden Schraubennut, die der äußeren umlaufenden Schraubennut entspricht, auf einer inneren Umfangsfläche und mit einer ersten und einer zweiten Kugelumlauföffnung, die die innere Umfangsfläche und die äußere Umfangsfläche durchdringen und auf beiden Seiten entlang der inneren umlaufenden Schraubennut voneinander beabstandet sind, eine Mutterriemenrolle, die mit einem Raum auf der inneren Umfangsfläche versehen ist, der von der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter beabstandet und mit einem Ende der Kugelmutter gekoppelt ist, und ein Rücklaufrohr, das zwischen der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter und der inneren Umfangsfläche der Mutterriemenrolle angeordnet ist, wobei ein Ende mit der ersten Kugelumlauföffnung und das andere Ende mit der zweiten Kugelumlauföffnung gekoppelt ist, um die Kugeln umlaufen zu lassen, umfasst.
Vorteilhafte Wirkungen
Gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen kann eine zahnstangengetriebene Servolenkvorrichtung vorgesehen werden, bei der selbst dann, wenn das Fahrzeug während der Fahrt kontinuierlich gelenkt wird, das Rücklaufrohr nicht von der Kugelmutter getrennt, verformt oder beschädigt wird und die Kugel präzise durch das Rücklaufrohr zur Kugelmutter umläuft, um die richtige Lenkunterstützungskraft zu liefern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine schematische Darstellung einer zahnstangengetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der zahnstangengetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen zeigt.
3 und 4 sind perspektivische Explosionsansichten der 2.
5 bis 7 sind perspektivische Ansichten, die einen Teil der zahnstangengetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen zeigen.
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht der 7.
9 ist eine Querschnittsansicht der 7.
10 bis 12 sind Querschnittsansichten, die einen Teil der zahnstangengetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen zeigen.

Art und Weise zur Umsetzung der Erfindung
In der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen bzw. -formen der vorliegenden Offenbarung wird Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, in denen zur Veranschaulichung bestimmte Beispiele oder Ausführungsbeispiele, die implementiert werden können, dargestellt sind und in denen die gleichen Bezugszahlen und -zeichen verwendet sein können, um gleiche oder ähnliche Komponenten zu bezeichnen, auch wenn diese in voneinander verschiedenen begleitenden Zeichnungen gezeigt sind. Ferner wird in der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsformen bzw. -beispielen der vorliegenden Offenbarung auf detaillierte Beschreibungen hierin eingebundener bekannter Funktionen und Komponenten verzichtet, wenn festgestellt wird, dass die Beschreibung den Gegenstand einiger Ausführungsformen bzw. -beispiele der vorliegenden Offenbarung eher unklar machen könnte. Die Ausdrücke wie „umfassen“, „aufweisen“, „enthalten“, „bildend“ und „gebildet aus“ und „geformt aus“ die hierin verwendet werden, sollen im Allgemeinen die Hinzufügung anderer Komponenten zulassen, sofern die Ausdrücke nicht mit dem Ausdruck „nur“ verwendet werden. Wie hierin verwendet, sollen Singularformen Pluralformen einschließen, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt.
Ausdrücke wie „erste“, „zweite“, „A“, „B“, „(A)“ oder „(B)“ können hierin verwendet werden, um Elemente der Offenbarung zu beschreiben. Keiner dieser Begriffe wird verwendet, um eine Wichtigkeit, Reihenfolge, Abfolge oder Zahl von Elementen usw. zu definieren, sondern sie werden lediglich verwendet, um das entsprechende Element von anderen Elementen zu unterscheiden.
Wenn erwähnt wird, dass ein erstes Element mit einem zweiten Element „verbunden oder gekoppelt“ ist, dieses „berührt oder überlappt“, sollte dies so interpretiert werden, dass das erste Element mit dem zweiten Element „direkt verbunden oder gekoppelt“ sein kann oder dieses „direkt berühren oder überlappen“ kann, aber auch ein drittes Element „zwischen“ dem ersten und dem zweiten Element „angeordnet“ sein kann, oder dass das erste und das zweite Element über ein viertes Element miteinander „verbunden oder gekoppelt“ sein können, einander „berühren oder überlappen“ können usw. Hier kann das zweite Element mindestens eines von zwei oder mehr Elementen sein, die miteinander „verbunden oder gekoppelt sind“, sich „kontaktieren oder überlappen“ usw.
Wenn auf Zeit bezogene Begriffe, wie etwa „nach“, „danach kommend“, „als nächstes“, „vor“ und dergleichen verwendet werden, um Prozesse oder Betätigungen von Elementen oder Konfigurationen oder Abläufe oder Schritte von Betätigungs-, Verarbeitungs-, Herstellungsverfahren zu beschreiben, können diese Begriffe verwendet werden, um Prozesse oder Betätigungen zu beschreiben, die sich nicht aneinander anschließen oder nicht aufeinander folgen, solange nicht der Begriff „direkt“ oder „unmittelbar“ in Verbindung damit verwendet wird.
Wenn Abmessungen, relative Größen usw. genannt werden, ist außerdem zu beachten, dass numerische Werte für ein Element oder Merkmale oder entsprechende Informationen (z. B. Grad, Bereich usw.) eine Toleranz oder einen Fehlerbereich einschließen, der von verschiedenen Faktoren (z. B. Prozessfaktoren, von innen oder von außen kommenden Einflüssen, Rauschen usw.) verursacht werden kann, auch wenn eine relevante Beschreibung nicht spezifiziert wird. Ferner kann der Ausdruck „könnte“ alle Bedeutungen des Ausdrucks „kann“ umfassen.
1 ist eine schematische Darstellung einer zahnstangengetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der zahnstangengetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen zeigt. 3 und 4 sind perspektivische Explosionsansichten der 2. 5 bis 7 sind perspektivische Ansichten, die einen Teil der zahnstangengetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen zeigen. 8 ist eine perspektivische Explosionsansicht der 7. 9 ist eine Querschnittsansicht der 7. 10 bis 12 sind Querschnittsansichten, die einen Teil der zahnstangengetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen zeigen.
Wie in den 1 bis 12 dargestellt, umfasst eine zahnstangengetriebene Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen eine Zahnstange 120 mit einer äußeren umlaufenden Schraubennut 120a, die auf ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, eine Kugelmutter 125 mit einer inneren umfänglichen Schraubennut 125a, die der äußeren umlaufenden Schraubennut 120a auf einer inneren Umfangsfläche entspricht, und ein Paar von ersten und zweiten Kugelumlauföffnungen 127a und 127b, die die innere Umfangsfläche und die äußere Umfangsfläche durchdringen, sind auf beiden Seiten entlang der inneren umlaufenden Schraubennut 125a voneinander beabstandet, eine Mutterriemenrolle 130, die mit einem Raum auf der inneren Umfangsfläche versehen ist, der von der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter 125 beabstandet und mit einem Ende der Kugelmutter 125 gekoppelt ist, und ein Rücklaufrohr 160, das zwischen der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter 125 und der inneren Umfangsfläche der Mutterriemenrolle 130 angeordnet ist, wobei ein Ende mit der ersten Kugelumlauföffnung 127a und das andere Ende mit der zweiten Kugelumlauföffnung 127b gekoppelt ist, um die Kugeln umlaufen zu lassen, umfasst.
In der zahnstangengetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist der Drehmomentsensor 103 mit einer Seite der Lenkwellen 102 und 106 gekoppelt, die mit dem Lenkrad 101 verbunden sind, und wenn der Fahrer das Lenkrad 101 betätigt, werden die elektrischen Signale, die von dem Drehmomentsensor 103, dem Lenkwinkelsensor, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 122 usw. empfangen werden, die dies erfassen, an den Motor 113 gesendet und lenken die beiden Räder 115 über die Spurstange 119.
Bei der zahnstangengetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist die obere Lenkwelle 102 mit der unteren Lenkwelle 106 über das Kardangelenk 104 verbunden, und die Lenkung erfolgt über den Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus 116 mit dem Ritzel 108 und der Zahnstange 112.
Dabei wird die Antriebskraft des von der elektronischen Steuervorrichtung 111 angetriebenen Motors 113 über den Motor 113 und den Riemen 150 auf die Kugelmutter 125 übertragen, und die Zahnstange 120 ist über die Kugelschienen in axialer Richtung mit der Kugelmutter 125 gekoppelt. Und eine Spurstange 119 ist mit beiden Seiten der Zahnstange 120 verbunden, und die Spurstange 119 ist mit einem Achsschenkel 117 verbunden, der mit dem Rad 115 gekoppelt ist, um das Rad 115 zu lenken.
Dann wird das vom Drehmomentsensor 103 erzeugte elektrische Signal an die elektronische Steuervorrichtung 111 gesendet, und die elektronische Steuervorrichtung 111 steuert den Motor 113 auf der Grundlage der vom Drehmomentsensor 103 übertragenen elektrischen Signale und der vom Lenkwinkelsensor 121 und dem am Fahrzeug angebrachten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 122 übertragenen elektrischen Signale.
An der inneren Umfangsfläche der Kugelmutter 125 und der äußeren Umfangsfläche der Zahnstange 120 ist eine Kraftübertragungsstruktur vorgesehen, um durch Verschieben der Zahnstange 120 in axialer Richtung eine Lenkunterstützungskraft zu erzeugen. Diese Kraftübertragungsstruktur umfasst eine äußere umlaufende Schraubennut 120a, die einen halbkugelförmigen oder bogenförmigen Querschnitt auf der äußeren Umfangsfläche der Zahnstange 120 aufweist und spiralförmig ausgebildet ist, eine darin eingesetzte Kugel und eine innere umlaufende Schraubennut 125a, die einen halbkugelförmigen oder bogenförmigen Querschnitt auf der inneren Umfangsfläche der Kugelmutter 125 aufweist, um der äußeren umlaufende Schraubennut 120a zu entsprechen, und spiralförmig ausgebildet ist.
In der Kugelmutter 125, in der die innere umlaufende Schraubennut 125a auf der inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, sind ein Paar von ersten Kugelumlauföffnungen 127a und zweiten Kugelumlauföffnungen 127b, die durch die innere Umfangsfläche und die äußere Umfangsfläche verlaufen, auf beiden Seiten der Kugelmutter 125 entlang der inneren umlaufende Schraubennut 125a voneinander beabstandet.
Dementsprechend können die Kugeln, die entlang der inneren umlaufenden Schraubennut 125a rollen, durch die erste Kugelumlauföffnung 127a, das Rücklaufrohr 160 und die zweite Kugelumlauföffnung 127b zirkulieren.
Eine Mutterriemenrolle 130 ist an der äußeren Umfangsseite der Kugelmutter 125 vorgesehen, und die innere Umfangsfläche der Mutterriemenrolle 130 ist von der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter 125 beabstandet, um einen Zwischenraum zu schaffen, und die Mutterriemenrolle 130 ist mit dem Ende der Kugelmutter 125 durch ein Befestigungselement 170 verbunden.
Das Rücklaufrohr 160 ist zwischen der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter 125 und der inneren Umfangsfläche der Mutterriemenrolle 130 angeordnet, und ein Ende 167a des Rücklaufrohrs 160 ist mit der ersten Kugelumlauföffnung 127a und das andere Ende 167b des Rücklaufrohrs 160 mit der zweiten Kugelumlauföffnung 127b verbunden, so dass die Kugeln durch die Kugelmutter 125 umlaufen.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist ein Lager 140, das sich auf der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter 125 und des Zahnstangengehäuses 105 abstützt, an einem Ende der Kugelmutter 125 gekoppelt, und am anderen Ende der Kugelmutter 125 kann ein mit der Mutterriemenrolle 130 gekoppelter Riemenrollenkoppelabschnitt 126 ausgebildet sein.
Das heißt, das Lager 140, mit dem die Kugel 145 zwischen dem äußeren Lagerlaufring 141 und dem inneren Laufring 143 gekoppelt ist, ist mit einem Ende der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter 125 gekoppelt, oder, wie in 4 gezeigt, ist ein Kugelsitzteil 129 an der äußeren Umfangsfläche eines Endes der Kugelmutter 125 ausgebildet, und ein Rollenkoppelabschnitt 126 kann am anderen Ende der Kugelmutter 125 ausgebildet sein.
Hier ist der Kugelsitzteil 129 so geformt, dass er von der äußeren Umfangsfläche eines Endes der Kugelmutter 125 radial nach außen ragt, und an der inneren Umfangsfläche des Kugelsitzteils 129 ist eine Führungsnut 128 mit einem bogenförmigen Querschnitt zur Führung der Rollbewegung der Kugel ausgebildet.
Außerdem ist die in die Führungsnut 128 eingesetzte und darin gelagerte Kugel 145 und der die Kugel 145 umgebende äußere Lagerlaufring 141 mit der radialen Außenumfangsseite des Kugelsitzes 129 gekoppelt, um die Drehung der Kugelmutter 125 zu unterstützen. Und ein erstes elastisches Element 185 ist zwischen der äußeren Seitenfläche des äußeren Lagerlaufrings 141 in axialer Richtung und dem Zahnstangengehäuse 105 gekoppelt, um die Kugelmutter 125 und die Mutterriemenrolle 130 in axialer Richtung elastisch abzustützen.
Darüber hinaus ist ein zweites elastisches Element 183, das in axialer Richtung abgestützt ist, mit der Innenseite des äußeren Lagerlaufrings 141 in axialer Richtung gekoppelt, und die Innenseite des zweiten elastischen Elements 183 wird durch die mit dem Zahnstangengehäuse 105 gekoppelte Feststellschraube 181 getragen, so dass die Kugelmutter 125 und die Mutterriemenrolle 130 während der Drehung beidseitig in axialer Richtung elastisch abgestützt sind und eine axiale Abweichung verhindert wird.
Die erste Kugelumlauföffnung 127a ist neben dem Kugelsitzteil 129 angeordnet, und die zweite Kugelumlauföffnung 127b ist neben dem Riemenrollenkoppelabschnitt 126 angeordnet, so dass sich die Kugeln, die entlang der inneren umlaufenden Schraubennut 125a rollen, von der ersten Kugelumlauföffnung 127a zur zweiten Kugelumlauföffnung 127b bewegen, und dann werden die Kugeln durch den Kugelumlaufpfad 164 des Rücklaufrohrs 160 zur ersten Kugelumlauföffnung 127a zurückgeführt.
Der Riemenrollenkoppelabschnitt 126 ist so geformt, dass er in radialer Richtung nach außen ragt, wobei sich der Durchmesser am Ende der Kugelmutter 125 vergrößert, ein Mutterkoppelabschnitt 131, der mit dem Riemenrollenkoppelabschnitt 126 verbunden ist, ist an einem Ende der Mutterriemenrolle 130 ausgebildet.
Der Mutterkoppelabschnitt 131 ist so geformt, dass er radial nach innen ragt, während er den Durchmesser am Ende der Mutterriemenrolle 130 verringert, um die axial äußere Seitenfläche des Riemenrollenkoppelabschnitts 126 in der axialen Richtung zu stützen, und der Mutterkoppelabschnitt 131 ist mit dem Befestigungselement 170 durch das Befestigungsloch 132 der Mutterriemenrolle 130 und das Befestigungsloch 124 der Kugelmutter 125 verbunden.
Das Rücklaufrohr 160 hat eine „n“-Form, bei der die beiden annähernd parallel angeordneten Enden mit einer gekrümmten Fläche verbunden sind. Und das Rücklaufrohr 160 ist von einem Ende 167a bis zum anderen Ende 167b in einer glatten, gekrümmten Fläche ausgebildet.
Darüber hinaus ist am Ende des Rücklaufrohrs 160 ein Vorsprung 161 ausgebildet, der aus der äußeren Umfangsfläche herausragt und mit der ersten Kugelumlauföffnung 127a und der zweiten Kugelumlauföffnung 127b gekoppelt ist.
Der Vorsprung 161 ist ringförmig ausgebildet, ragt radial von der äußeren Umfangsfläche des Rücklaufrohrs 160 ab und hat eine konische Form, die zum Ende des Rücklaufrohrs 160 hin im Durchmesser abnimmt.
Die Kugelmutter 125 hat eine Stütznut 127c und 127d, in die der Vorsprung 161 eingesetzt ist und sich auf den Innenflächen der ersten Kugelumlauföffnung 127a und der zweiten Kugelumlauföffnung 127b abstützt. Dementsprechend wird der Vorsprung 161 beim Ankoppeln des Rücklaufrohrs 160 elastisch verformt und mit den Stütznuten 127c und 127d gekoppelt, und die Kopplung kann aufrechterhalten werden, ohne dass sie durch Vibrationen oder externe Stöße aufgrund des Kugelumlaufs getrennt wird.
Darüber hinaus ist eine Sitznut 121, die die erste Kugelumlauföffnung 127a und die zweite Kugelumlauföffnung 127b verbindet, an der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter 125 ausgebildet, und der zentrale gekrümmte Abschnitt des Rücklaufrohrs 160 sitzt in der Sitznut 121 und ist mit ihr verbunden, so dass das Rücklaufrohr 160 ohne Erschütterung befestigt werden kann, wenn die Kugel umläuft.
Das Rücklaufrohr 160 ist mit der ersten Kugelumlauföffnung 127a und der zweiten Kugelumlauföffnung 127b verbunden, und eine Ausnehmung 163, die durch Ausnehmen einer äußeren Umfangsfläche und einer inneren Umfangsfläche gebildet wird, wird auf der gegenüberliegenden Seite des Abschnitts gebildet, der von der inneren umlaufende Schraubennut 125a getragen wird. Dementsprechend können die in das Rücklaufrohr 160 ein- und auslaufenden Kugeln reibungslos in die innere Schraubennut 125a und die äußere Schraubennut 120a gerollt werden, ohne sich zu verhaken.
Darüber hinaus ist an der Außenfläche des Rücklaufrohrs 160 ein äußerer Vorsprung 165 ausgebildet, der sich auf der inneren Umfangsfläche der Mutterriemenrolle 130 abstützt, so dass die Trennung des Rücklaufrohrs 160 durch Erschütterungen aufgrund der Kollision mit dem Rücklaufrohr 160 beim Umlaufen der Kugeln verhindert wird.
Das Rücklaufrohr 160 umfasst ein erstes Rücklaufrohr 160a und ein zweites Rücklaufrohr 160b, die so ausgebildet sind, dass sie auf beiden Seiten entlang der Mittelachse symmetrisch voneinander geteilt werden, wobei der äußere Vorsprung 165 an entsprechenden Positionen 165a und 165b des ersten Rücklaufrohrs 160 und des zweiten Rücklaufrohrs 160 ausgebildet ist.
Darüber hinaus weist der äußere Vorsprung 165 einen Koppelansatz 168 und ein Koppelloch 166 auf, die an jeder Stoßfläche ausgebildet sind, so dass das erste Rücklaufrohr 160a und das zweite Rücklaufrohr 160b in einem gekoppelten Zustand zueinander gehalten werden können.
Der äußere Vorsprung 165 kann mindestens einen oder mehrere enthalten. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist beispielhaft dargestellt, dass zwei äußere Vorsprünge an dem mittleren gekrümmten Abschnitt des Rücklaufrohrs 160 ausgebildet sind.
Und ein innerer Vorsprung 135 zur Abstützung der Seitenfläche des äußeren Vorsprungs 165 ist an der inneren Umfangsfläche der Mutterriemenrolle 130 ausgebildet, um zu verhindern, dass das Rücklaufrohr 160 in Umfangsrichtung getrennt wird.
Der innere Vorsprung 135 kann als Paar ausgebildet sein, um beide Seiten des äußeren Vorsprungs 165 zu stützen, oder es kann nur einer ausgebildet sein, um nur eine Seite des äußeren Vorsprungs 165 zu stützen, in einem Fall, in dem der innere Vorsprung 135 als Paar ausgebildet ist, ist er in einer spiralförmigen Position angeordnet und wird durch Drehen der Mutterriemenrolle 130 montiert, wenn die Mutterriemenrolle 130 und die Kugelmutter 125 gekoppelt sind. In dem vorliegenden exemplarischen Ausführungsbeispiel stützt der innere Vorsprung 135 beispielsweise eine Seite des äußeren Vorsprungs 165.
Die mit der Welle des Motors 113 verbundene Motorriemenrolle 123 und die mit der Kugelmutter 125 verbundene Mutterriemenrolle 130 sind parallel zueinander angeordnet. Ein Riemen 150 ist zwischen der Motorriemenrolle 123 und der Mutterriemenrolle 130 angebracht, um die Drehkraft des Motors 113 über die Kugelmutter 125 auf die Zahnstange 120 zu übertragen, und die Zahnstange 120 wird nach links und rechts bewegt, um durch die Betätigung der Kugelmutter 125 eine Lenkunterstützungskraft zu erzeugen.
Die Kugelmutter 125 ist über eine Kugel mit der Zahnstange 120 verbunden und dreht sich, um die Zahnstange 120 aus dem Inneren des Zahnstangengehäuses 105 zu schieben.
Die Mutterriemenrolle 130 hat eine hohle Form, und an der äußeren Umfangsfläche des Mittelteils ist ein gezahnter Bereich 130a zur Verhinderung des Rutschens des Riemens 350 ausgebildet.
Diese Mutterriemenrolle 130 dreht die Kugelmutter 125 mit der Antriebskraft des Riemens 150 durch die Drehung der Motorriemenrolle 123, wodurch die Zahnstange 120 linear nach links und rechts bewegt wird.
Gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen kann eine zahnstangengetriebene Servolenkvorrichtung vorgesehen werden, bei der selbst dann, wenn das Fahrzeug während der Fahrt kontinuierlich gelenkt wird, das Rücklaufrohr nicht von der Kugelmutter getrennt, verformt oder beschädigt wird und die Kugel präzise durch das Rücklaufrohr zur Kugelmutter umläuft, um die richtige Lenkunterstützungskraft zu liefern.
Die obige Beschreibung wird vorgelegt, um einen Fachmann zu befähigen, den technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung umzusetzen und zu nutzen, und wird im Zusammenhang mit einer bestimmten Anwendung und ihren Anforderungen geliefert. Verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen werden für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich sein, und die hierin definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsbeispiele und Anwendungen angewandt werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die obige Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen stellen ein Beispiel für die technische Idee der vorliegenden Offenbarung dar und dienen lediglich der Veranschaulichung. Das heißt, die beschriebenen Ausführungsbeispiele sollen den Umfang der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Daher ist der Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern hat den breitesten Umfang, der mit den Ansprüchen vereinbar ist. Der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung ist auf der Grundlage der folgenden Ansprüche auszulegen und alle technischen Ideen innerhalb des Umfangs von Äquivalenten davon sind so auszulegen, dass diese im Umfang der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen sind.

Claims

Servolenkvorrichtung mit Zahnstangenantrieb, die umfasst: eine Zahnstange (120) mit einer äußeren umlaufenden Schraubennut (120a), die auf ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist; eine Kugelmutter (125) mit einer inneren umlaufenden Schraubennut (125a), die der äußeren umlaufenden Schraubennut (120a) entspricht, auf einer inneren Umfangsfläche und mit einer ersten und einer zweiten Kugelumlauföffnung (127a, 127b), die die innere Umfangsfläche und eine äußere Umfangsfläche der Kugelmutter (125) durchdringen und entlang der inneren umlaufenden Schraubennut (125a) voneinander beabstandet sind; eine Mutterriemenrolle (130), mit einer inneren Umfangsfläche, die von der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter (125) beabstandet ist, und die mit einem Ende der Kugelmutter (125) gekoppelt ist; und ein Rücklaufrohr (160), das zwischen der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter (125) und der inneren Umfangsfläche der Mutterriemenrolle (130) angeordnet ist, wobei ein Ende mit der ersten Kugelumlauföffnung (127a) und das andere Ende mit der zweiten Kugelumlauföffnung (127b) verbunden ist, um Kugeln umlaufen zu lassen, wobei an der Außenfläche des Rücklaufrohrs (160) mindestens ein äußerer Vorsprung (165) ausgebildet ist, der sich an einer inneren Umfangsfläche der Mutterriemenrolle (130) abstützt, und wobei mindestens ein innerer Vorsprung (135) zur Abstützung des mindestens einen äußeren Vorsprungs (165) an einer inneren Umfangsfläche der Mutterriemenrolle (130) ausgebildet ist.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein von der äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter (125) und einem Zahnstangengehäuse (105) getragenes Lager (140) mit einem Ende der Kugelmutter (125) gekoppelt ist und an dem anderen Ende der Kugelmutter (125) ein Riemenrollenkoppelabschnitt (126) ausgebildet ist, mit dem die Mutterriemenrolle (130) gekoppelt ist.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei an einem Ende der Kugelmutter (125) ein Kugelsitzteil (129) ausgebildet ist, der von der äußeren Umfangsfläche radial nach außen vorsteht und mit einer Führungsnut (128) zum Führen der Kugeln versehen ist, und am anderen Ende der Kugelmutter (125) ein Riemenrollenkoppelabschnitt (126) ausgebildet ist, mit dem die Mutterriemenrolle (130) gekoppelt ist.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 3, wobei mindestens eine Kugel (145) und ein äußerer Lagerlaufring (141) mit dem radialen Außenumfang des Kugelsitzteils (129) gekoppelt sind und ein erstes elastisches Element (185) zwischen einer axialen Außenseite des äußeren Lagerlaufrings (141) und dem Zahnstangengehäuse (105) gekoppelt ist, derart dass die Kugelmutter (125) und die Mutterriemenrolle (130) in der axialen Richtung gelagert sind.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein zweites elastisches Element (183), das in axialer Richtung abgestützt ist, mit einer axial inneren Seitenfläche des äußeren Lagerlaufrings (141) gekoppelt ist, und eine Innenseite des zweiten elastischen Elements durch eine mit dem Zahnstangengehäuse (105) gekoppelte Feststellschraube (181) gelagert ist.
Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die erste Kugelumlauföffnung (127a) neben dem Kugelsitzteil (129) und die zweite Kugelumlauföffnung (127b) neben dem Riemenrollenkoppelabschnitt (126) angeordnet ist.
Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Riemenrollenkoppelabschnitt (126) derart geformt ist, dass er in radialer Richtung nach außen ragt, wobei der Durchmesser am Ende der Kugelmutter (125) vergrößert ist.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 7, wobei an einem Ende der Mutterriemenrolle (130) ein mit dem Riemenrollenkoppelabschnitt (126) gekoppelter Mutterkoppelabschnitt (131) ausgebildet ist.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Mutterkoppelabschnitt (131) die äußere Seitenfläche des Riemenrollenkoppelabschnitts (126) in der axialen Richtung abstützt und mit dem Riemenrollenkoppelabschnitt (126) durch mindestens ein Befestigungselement (170) gekoppelt ist.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Mutterkoppelabschnitt (131) derart geformt ist, dass er in radialer Richtung nach innen ragt, wobei der Durchmesser am Ende der Mutterriemenrolle (130) verringert wird.
Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei an den Enden des Rücklaufrohrs (160) ein Vorsprung (161) ausgebildet ist, der aus einer äußeren Umfangsfläche herausragt und mit der ersten Kugelumlauföffnung (127a) und der zweiten Kugelumlauföffnung (127b) gekoppelt ist.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Vorsprung (161) in einer konischen Form ausgebildet ist, die in radialer Richtung von einer äußeren Umfangsfläche des Rücklaufrohrs (160) vorsteht und im Durchmesser zu einem Ende des Rücklaufrohrs (160) hin abnimmt.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei der die Kugelmutter (125) mit einer Stütznut (127c, 127d) versehen ist, in die der Vorsprung (161) eingeführt und auf den Innenflächen der ersten Kugelumlauföffnung (127a) und der zweiten Kugelumlauföffnung (127b) abgestützt wird.
Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine Sitznut (121), die die erste Kugelumlauföffnung (127a) und die zweite Kugelumlauföffnung (127b) verbindet, an einer äußeren Umfangsfläche der Kugelmutter (125) ausgebildet ist und das Rücklaufrohr (160) in der Sitznut sitzt.
Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Rücklaufrohr (160) mit der ersten Kugelumlauföffnung (127a) und der zweiten Kugelumlauföffnung (127b) verbunden ist und eine Ausnehmung (163), die durch Schneiden entlang einer Schnittebene durch eine äußere Umfangsfläche und eine inneren Umfangsfläche gebildet wird, auf der gegenüberliegenden Seite des von der inneren umlaufenden Schraubennut (125a) getragenen Bereichs ausgebildet ist.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Rücklaufrohr (160) eine erste Rücklaufrohrhälfte (160a) und eine zweite Rücklaufrohrhälfte (160b) umfasst, die ausgebildet sind, zu beiden Seiten entlang einer Mittelachse symmetrisch trennbar zu sein.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 16, wobei der mindestens eine äußere Vorsprung (165) an einer Position ausgebildet ist, die der ersten Rücklaufrohrhälfte (160a) und der zweiten Rücklaufrohrhälfte (160b) entspricht.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der mindestens eine äußere Vorsprung (165) einen Koppelansatz (168) und ein Koppelloch (166) aufweist, die an den miteinander in Kontakt stehenden Flächen ausgebildet sind.