[go: up one dir, main page]

DE19811784A1 - Electric steering auxiliary with electric drive motor aiding rotation of steering column across worm drive - Google Patents

Electric steering auxiliary with electric drive motor aiding rotation of steering column across worm drive

Info

Publication number
DE19811784A1
DE19811784A1 DE19811784A DE19811784A DE19811784A1 DE 19811784 A1 DE19811784 A1 DE 19811784A1 DE 19811784 A DE19811784 A DE 19811784A DE 19811784 A DE19811784 A DE 19811784A DE 19811784 A1 DE19811784 A1 DE 19811784A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
clutch
worm
electric
electric steering
aid according
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.)
Withdrawn
Application number
DE19811784A
Other languages
German (de)
Inventor
Nouhad Bachnak
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Mannesmann VDO AG
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 Mannesmann VDO AG filed Critical Mannesmann VDO AG
Priority to DE19811784A priority Critical patent/DE19811784A1/en
Priority to KR1020007010303A priority patent/KR20010041977A/en
Priority to JP2000536609A priority patent/JP2002506769A/en
Priority to EP99911682A priority patent/EP1062142A1/en
Priority to PCT/EP1999/001061 priority patent/WO1999047405A1/en
Publication of DE19811784A1 publication Critical patent/DE19811784A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409Electric motor acting on the steering column
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/043Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by clutch means between driving element, e.g. motor, and driven element, e.g. steering column or steering gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/043Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by clutch means between driving element, e.g. motor, and driven element, e.g. steering column or steering gear
    • B62D5/0439Controllable friction clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
    • F16D7/024Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces
    • F16D7/028Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces with conical friction surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

Die elektrische Lenkhilfe (10) besitzt einen elektrischen Antriebsmotor (12), der über ein Schneckengetriebe (14) die Drehbewegung der Lenksäule (16) unterstützt. Um die empfindlichen Zahnflanken vor Überbelastungen zu schützen, ist bei bekannten Ausführungen zwischen dem Motor (12) und der Schnecke (18) eine trennbare Kupplung (24) vorgesehen. Bei defekten Lagern kann das Schneckengetriebe (14) dennoch die Lenksäule (16) blockieren. Um dies zu vermeiden, ist die Kupplung (24) in das Schneckenrad (22) integriert und bildet die Schnittstelle zwischen diesem und der Lenksäule (16). Der Wegfall der Kupplung an der bisher üblichen Stelle ermöglicht auch die unmittelbare Anordnung der Schnecke (18) auf der Motorwelle (20), so daß sich deren Lagerung vereinfacht und der Wirkungsgrad der Lenkhilfe (10) verbessert.The electric steering aid (10) has an electric drive motor (12) which supports the rotary movement of the steering column (16) via a worm gear (14). In order to protect the sensitive tooth flanks from overloading, a separable coupling (24) is provided between the motor (12) and the worm (18) in known designs. If the bearings are defective, the worm gear (14) can still block the steering column (16). To avoid this, the clutch (24) is integrated in the worm wheel (22) and forms the interface between the latter and the steering column (16). The elimination of the coupling at the previously usual location also enables the worm (18) to be arranged directly on the motor shaft (20), so that its mounting is simplified and the efficiency of the steering aid (10) is improved.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer elektrischen Lenkhilfe mit einem elektrischen Antriebsmotor, der über ein Schneckengetriebe die Drehbewegung der Lenksäule unterstützt, und einer Kupplung, mit Hilfe derer in Überlastfällen der Durchtrieb aufhebbar ist.The invention relates to an electrical steering aid with a electric drive motor that rotates through a worm gear the steering column supports, and a clutch, with the help of which in case of overload the through drive can be canceled.

Elektrische Lenkhilfen kommen seit einiger Zeit vermehrt anstelle der bisher üblichen hydraulischen Lenkhilfen zum Einsatz. Bedingt durch das große Übersetzungsverhältnis dreht sich der Antriebsmotor beim Verdrehen der Lenksäule des Kraftfahrzeuges mit sehr großer Drehzahl. In Verbindung mit dem hohen Massenträgheitsmoment des Antriebsmotors führen Stoßeinflüsse auf die Lenkung zu hohen Drehmomentspitzen im Antriebsstrang der elektrischen Lenkhilfe. Derartige Spitzen treten beispielsweise dann auf, wenn die Lenkung bis an den mechanischen Anschlag bewegt wird und der Motor dadurch abrupt abgebremst wird. Umgekehrt wird der Motor - geschleppt durch das Getriebe - sehr stark beschleunigt, wenn durch Fahrbahnunebenheiten oder Bordsteinkanten schlagartige Stoßeinwirkungen auf die Lenkung erfolgen oder die Räder bei aufgebocktem Wagen zur Wartungszwecken manuell bis zum mechanischen Anschlag verdreht werden. Die hohen Trägheitsmomente des Motors führen in allen Fällen zu hohen Belastungen des Getriebes und der Lenksäule, die Beschädigungen insbesondere im Bereich der Zahnflanken der Schnecke verursachen können.For some time now, electric steering aids have been replacing the previous ones usual hydraulic steering aids are used. Due to the big Gear ratio turns the drive motor when turning the Steering column of the motor vehicle with a very high speed. Combined with the high mass moment of inertia of the drive motor leads to impact influences on the steering to high torque peaks in the drivetrain electric steering aid. Such peaks occur, for example, when the steering is moved to the mechanical stop and the motor is abruptly braked. Conversely, the engine is towed by the transmission - accelerated very strongly when bumpy or curbs are suddenly impacted on the steering  or manually lift the wheels when the car is jacked up for maintenance be turned to the mechanical stop. The high moments of inertia of the engine in all cases lead to high loads on the transmission and Steering column, the damage especially in the area of the tooth flanks Can cause snail.

Aus diesem Grund ist es üblich, zwischen dem Motor und der Schnecke eine Reib- beziehungsweise Rutschkupplung, die mit Schlupf auf Drehmomentspitzen reagiert, oder eine elektromagnetische Kupplung vorzusehen, die nur dann eingekuppelt ist, wenn die Lenkunterstützung durch den Motor gefordert ist. Durch das Vorsehen der Kupplung ist es jedoch notwendig, die Motorwelle und die Schneckenwelle des Schneckengetriebes getrennt mit je zwei Lagern zu lagern. Dies führt zu erheblich gesteigerten Reibmomenten, insbesondere bei geschlepptem Motor, so daß das Rückstellmoment der Räder unter Umständen nicht mehr ausreicht, das Lenkrad in die Mittellage zurückzustellen. Hierdurch wird der Fahrkomfort erheblich eingeschränkt. Eine weitere Verschlechterung des Wirkungsgrades ist auf den kaum vermeidbaren Achsversatz zwischen Motor- und Schneckenwelle zurückzuführen.For this reason, it is common to put one between the motor and the worm Friction or slip clutch that slip on Torque peaks respond, or an electromagnetic clutch to be provided, which is only engaged when the steering support by the engine is required. By providing the clutch, however, it is necessary, the motor shaft and the worm shaft of the worm gear to be stored separately with two bearings. This leads to significantly increased Frictional moments, especially when the engine is towed, so that Return torque of the wheels may no longer be sufficient Return the steering wheel to the center position. This makes driving comfort significantly restricted. Another deterioration in efficiency is on the hardly avoidable axis misalignment between the motor and worm shaft attributed.

Unabhängig davon, ob eine Überlastkupplung vorgesehen ist oder nicht, besteht bei elektrischen Lenkhilfen mit Schneckengetrieben das Problem, daß es im Falle eines Getriebeschadens, zum Beispiel bei einem defekten Lager oder bei klemmendem Motor, zu einer erheblichen Erhöhung der Lenkkräfte oder sogar zu einem Blockieren der Lenkung kommt.Regardless of whether an overload clutch is provided or not, there is the problem with electric steering aids with worm gears that in the event of gearbox damage, for example a defective bearing or with the engine stuck, to a considerable increase in steering forces or even lock the steering.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektrische Lenkhilfe zu schaffen, die auch bei einem Schaden die Lenkung nicht blockieren kann und die in der Lage ist, kurzzeitige Überbelastungen abzufangen.The object of the invention is to provide an electric steering aid which cannot block the steering even in the event of damage and which in the It is able to cope with short-term overloads.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine elektrische Lenkhilfe der eingangs beschriebenen Art gelöst, bei welcher die Kupplung in das Schneckenrad des Schneckengetriebes integriert ist und die Schnittstelle zwischen Lenksäule und Schneckenrad bildet.According to the invention, the task is performed by an electric steering aid  Solved type described above, in which the clutch in the Worm gear of the worm gear is integrated and the interface forms between the steering column and worm wheel.

Die Kupplung ist so beschaffen, daß sie im normalen Betrieb die zur Unterstützung der Lenksäule gewünschten Drehmomente im wesentlichen schlupffrei übertragen kann. Unter bestimmten Umständen, zum Beispiel bei kurzzeitigen Überbelastungen oder einer Blockade der elektrischen Lenkhilfe, erlaubt sie jedoch eine Relativdrehung der Lenksäule in bezug auf das Schneckenrad, so daß die Verzahnungen des Schneckengetriebes vor zu hohen Kräften geschützt beziehungsweise die Notlaufeigenschaften des Systems gewahrt werden.The clutch is designed so that it is used for normal operation Support the steering column desired torques essentially can transfer without slip. Under certain circumstances, for example at brief overloads or a blockage of the electric steering aid, however, it allows the steering column to rotate relative to that Worm gear, so that the toothing of the worm gear in front high forces protected or the emergency running properties of the Systems are maintained.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die Schneckenwelle und die Motorwelle als einstückige Welle ausgebildet.In a preferred embodiment of the invention, the worm shaft and the Motor shaft designed as a one-piece shaft.

Die Ausbildung als einstückige Welle ermöglicht es, die Einheit aus Schneckenwelle und Motorwelle mit nur zwei Lagern reibungsarm zu lagern. Ein Versatz zwischen Motorwelle und Schneckenwelle kann bei dieser Konzeption nicht auftreten. Die einstückige Welle ermöglicht daher einen besseren Wirkungsgrad der elektrischen Lenkhilfe und erlaubt gleichzeitig ein besseres Rückstellen der Lenkung durch die Autoräder, was beim Fahren als sehr angenehm empfunden wird. Die Schnecke kann in üblicher Weise auf der einstückigen Welle befestigt oder unmittelbar aus dem Wellenkörper herausgearbeitet sein.The training as a one-piece shaft enables the unit to be made Bear the worm shaft and motor shaft with only two bearings with low friction. An offset between the motor shaft and worm shaft can occur with this Conception does not occur. The one-piece shaft therefore enables one better efficiency of the electric steering aid and allows at the same time better reset of the steering by the car wheels, what when driving than is felt very pleasant. The snail can in the usual way on the integral shaft attached or directly from the shaft body be worked out.

Die Kupplung kann beispielsweise als elektromagnetische oder elektrorheologische Kupplung ausgebildet sein, wobei diese bevorzugt nur dann geschlossen ist, wenn der Motor die Lenksäule unterstützt.The clutch can be, for example, electromagnetic or be designed electrorheological coupling, this preferably only then is closed when the motor supports the steering column.

Eine derartige Kupplung hat den Vorteil, daß bei einem Schaden an der elektrischen Lenkhilfe ein völliges Abkoppeln von der Lenksäule möglich ist, so daß beim Lenken zwar keine Unterstützung mehr vorhanden ist, jedoch auch keine zusätzlichen Kräfte überwunden werden müssen. Der Aufwand für die Kupplungen selbst und ihre Ansteuerung ist jedoch höher.Such a clutch has the advantage that in the event of damage to the electric steering aid a complete disconnection from the steering column is possible, so  that there is no longer any support when steering, but also no additional forces have to be overcome. The effort for that Clutches themselves and their control is higher.

Als Alternative zu den elektromagnetischen beziehungsweise -rheologischen Kupplungen kann die Kupplung als Reib-/Rutschkupplung ausgebildet sein.As an alternative to electromagnetic or rheological Clutches, the clutch can be designed as a friction / slip clutch.

Eine derartige Rutschkupplung ist sehr einfach im Aufbau und platzsparend anzuordnen. Das Rutschmoment wird so gewählt, daß die Kupplung im Bereich der im Betrieb üblichen Drehmomentwerte einen starren Durchtrieb darstellt, bei darüber hinausgehenden Drehmomentbelastungen jedoch Schlupf zuläßt. Kommt es im Falle eines Versagens zu einem Blockieren der elektrischen Lenkhilfe, muß beim Lenken zwar das Rutschmoment der Kupplung überwunden werden, das Fahrzeug bleibt jedoch grundsätzlich lenkbar.Such a slip clutch is very simple in construction and space-saving to arrange. The slip torque is chosen so that the clutch is in the range which represents a rigid through-drive in normal operation, at however, further torque loads allow slip. If there is a failure, the electrical system is blocked Steering aid, the slip torque of the clutch must be when steering be overcome, but the vehicle remains basically steerable.

In bevorzugter Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Reibfläche der Reib-/Rutsch­ kupplung konisch ist. Dabei verfügt vorzugsweise das Schneckenrad über einen Innenkonus, in dem unter axialer Vorbelastung ein drehstarr mit der Lenksäule verbundener Außenkonus sitzt, wobei der Innenkonus und/oder der Außenkonus mit Reibelementen versehen sind.In a preferred development it is provided that the friction surface of the friction / slip coupling is conical. The worm wheel preferably has via an inner cone in which a torsionally rigid with the Steering column connected outer cone sits, the inner cone and / or the Outer cone are provided with friction elements.

Die konisch ausgebildete Reibfläche erlaubt das Übertragen relativ hoher Drehmomente bei vergleichsweise geringen Vorspannungswerten.The conical friction surface allows the transmission of relatively high Torques with comparatively low preload values.

Zweckmäßigerweise ist der Innenkonus gegen den Außenkonus durch ein Federelement, zum Beispiel eine Schraubenfeder oder wenigstens eine Tellerfeder, vorbelastet. Mit Hilfe derartiger Federelemente läßt sich eine definierte Vorspannung erzielen, so daß das Rutschmoment der Kupplung exakt vorbestimmbar ist. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Federelement zwischen einer Stirnfläche des mit dem Außenkonus versehenen Elements und einem Haltering sitzt, der über ein Gewinde in axialer Richtung verstellbar an dem Schneckenrad festgelegt ist. The inner cone is expediently against the outer cone by a Spring element, for example a coil spring or at least one Belleville spring, preloaded. With the help of such spring elements, one can achieve a defined preload, so that the slip torque of the clutch is exactly predictable. In another embodiment of the invention provided that the spring element between an end face of the with Outer cone provided element and a retaining ring that sits over a Thread adjustable in the axial direction is fixed to the worm wheel.  

Gegenüber einer starren Festlegung am Schneckenrad, die für die meisten Anwendungsfälle ausreichend ist, bietet die Anbringung über das Gewinde die Möglichkeit, die Vorbelastung des Außenkonus gegen den Innenkonus zu variieren. Da es im Überlastfall zu einer Relativdrehung zwischen dem Außenkonus und dem Federelement kommen kann, wirkt letzteres vor­ zugsweise nicht unmittelbar, sondern über einen Druckring und Reibelemente auf die Stirnfläche.Opposed to a rigid attachment on the worm wheel, which for most Application is sufficient, the attachment via the thread offers the Possibility to preload the outer cone against the inner cone vary. Since there is a relative rotation between the Can come outer cone and the spring element, the latter acts before preferably not directly, but via a pressure ring and friction elements on the face.

Da es je nach Steigung der Verzahnung auch zu einem Einleiten von axialen Kräften in das Schneckenrad kommt, die beispielsweise im Falle einer konischen Reibkupplung das Rutschmoment verändern könnten, kann es zweckmäßig sein, das Schneckenrad in axialer Richtung separat zu lagern.Since, depending on the pitch of the toothing, there is also an introduction of axial Forces come into the worm wheel, for example in the case of a conical friction clutch could change the slip torque, it can be expedient to store the worm wheel separately in the axial direction.

Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen.The following is a closer look at the attached drawings Embodiment of the invention received.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine teilgeschnittene Ansicht einer elektrischen Lenkhilfe für Kraftfahrzeuge; Figure 1 is a partially sectioned view of an electric steering aid for motor vehicles.

Fig. 2 einen Querschnitt der elektrischen Lenkhilfe nach Fig. 1 entlang der Linie A-A; FIG. 2 shows a cross section of the electric steering aid according to FIG. 1 along the line AA;

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Kupplung zwischen Schneckenrad und Lenksäule gemäß Fig. 2. Fig. 3 shows an enlarged detail of the coupling between the worm wheel and steering column of FIG. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte elektrische Lenkhilfe 10 verfügt über einen elektrischen Motor 12, der über ein Schneckengetriebe 14 die Drehbewegung einer Lenksäule 16 eines Kraftfahrzeuges beim Lenken unterstützt. Die Ansteuerung des Motors erfolgt in Abhängigkeit von unterschiedlichen Parametern, wie zum Beispiel der Geschwindigkeit des Fahrzeuges.The electric steering aid 10 shown in FIG. 1 has an electric motor 12 which supports the rotary movement of a steering column 16 of a motor vehicle when steering via a worm gear 14 . The motor is controlled depending on various parameters, such as the speed of the vehicle.

Der Motor 12 treibt eine Schnecke 18 an, die unmittelbar auf der Motorwelle 20 sitzt oder aus dieser unmittelbar herausgearbeitet ist. Die Schnecke 18 wirkt mit einem Schneckenrad 22 zusammen, das konzentrisch um die Lenksäule 16 angeordnet ist. Das Schneckengetriebe 14 ist in einem mit dem Motor 12 verblockten Getriebegehäuse 23 angeordnet. Die Geometrie der Schnecke 18 und des Schneckenrades 22 ist so gewählt, daß es nicht zu einer Selbsthemmung kommen kann, wenn sich die Lenksäule 16 unter dem Einfluß der Rückstellkräfte der Autoräder nach einer durchfahrenen Kurve in die Mittellage zurückdreht.The motor 12 drives a worm 18 which is seated directly on the motor shaft 20 or is worked out of it directly. The worm 18 interacts with a worm wheel 22 which is arranged concentrically around the steering column 16 . The worm gear 14 is arranged in a gear housing 23 blocked with the motor 12 . The geometry of the worm 18 and the worm wheel 22 is selected so that self-locking cannot occur if the steering column 16 rotates back into the central position under the influence of the restoring forces of the car wheels after driving through a curve.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Lenksäule 16 und das Schneckenrad 22. In das Schneckenrad 22 ist eine Reib-/Rutschkupplung 24 integriert, die das Schneckenrad 22 mit der Lenksäule 16 koppelt. Das Rutschmoment der Rutschkupplung 24 ist so bemessen, daß diese unter den im Betrieb normalerweise auftretenden Momenten einen starren Durchtrieb darstellt. Für den Fall eines Überschreiten des Rutschmomentes sorgt sie für einen Drehschlupf zwischen der Lenksäule 16 und dem Schneckenrad 22, der die durch das Trägheitsmoment des Motors 12 entstehenden Kräfte im Schneckentrieb begrenzt. Fig. 2 shows a cross section through the steering column 16 and the worm wheel 22nd In the worm wheel 22, a friction / slip coupling 24 is integrated, which couples the worm wheel 22 with the steering column sixteenth The slipping torque of the slipping clutch 24 is dimensioned such that it represents a rigid drive-through under the torques normally occurring during operation. If the slip torque is exceeded, it ensures rotational slip between the steering column 16 and the worm wheel 22 , which limits the forces in the worm drive caused by the moment of inertia of the motor 12 .

Der genaue Aufbau der Rutschkupplung 24 ergibt sich aus der Detailansicht gemäß Fig. 3. Das Schneckenrad 22 verfügt über einen Innenkonus 26, der mit einem Reibbelag 28 zusammenwirkt, der auf der konischen Umfangsfläche 30 eines Mitnehmerteils 32 ausgebildet ist. Das Mitnehmerteil 32 sitzt drehstarr auf der Lenksäule 16, wobei die drehstarre Verbindung beispielsweise durch eine Preßverbindung oder eine sonstige bekannte Wellen-Nabenverbindung hergestellt sein kann.The exact structure of the slip clutch 24 results from the detailed view according to FIG. 3. The worm wheel 22 has an inner cone 26 which interacts with a friction lining 28 which is formed on the conical peripheral surface 30 of a driver part 32 . The driver part 32 sits torsionally rigid on the steering column 16 , wherein the torsionally rigid connection can be established, for example, by a press connection or another known shaft-hub connection.

Das Schneckenrad 22 verfügt über einen axialen Vorsprung 34, auf dessen Außenumfangsfläche ein Gewinde 36 vorgesehen ist. Das Gewinde 36 wirkt mit einem Innengewinde eines Halterings 38 zusammen, der ähnlich einem Deckel auf den axialen Vorsprung 34 aufgeschraubt ist und über eine konzentrische Öffnung 40 verfügt, durch welche die Lenksäule 16 mit Spiel hindurchragt. Eine Verdrehsicherung (nicht gezeigt), verhindert im Betrieb ein Verdrehen des Halterings 38 in bezug auf das Schneckenrad 22.The worm wheel 22 has an axial projection 34 , on the outer circumferential surface of which a thread 36 is provided. The thread 36 interacts with an internal thread of a retaining ring 38 , which is screwed onto the axial projection 34 like a cover and has a concentric opening 40 through which the steering column 16 projects with play. An anti-rotation device (not shown) prevents the retaining ring 38 from rotating with respect to the worm wheel 22 during operation.

Zwischen dem Mitnehmerteil 32 und dem Haltering 38 ist ein die Lenksäule mit Spiel umfassender Druckring 42 vorgesehen, der zur Stirnfläche 44 des Mitnehmerteils hin mit einem Reibbelag 46 versehen ist. Der Druckring 42 ist drehstarr an dem Haltering 38 festgelegt. Zwischen dem Haltering 38 und dem Druckring 42 ist eine vorgespannte Tellerfeder 48 vorgesehen. Durch die Vorspannung der Tellerfeder 48 ergibt sich eine Axialkraft zwischen dem Mitnehmerteil 32 und dem Schneckenrad 22, die in Verbindung mit der ko­ nischen Reibfläche einen starren Durchtrieb vom Schneckenrad 22 auf die Lenksäule 16 ermöglicht, solange sich die zu übertragenden Drehmomente im üblichen Rahmen bewegen.Provided between the driver part 32 and the retaining ring 38 is a pressure ring 42 which includes the steering column with play and which is provided with a friction lining 46 toward the end face 44 of the driver part. The pressure ring 42 is fixed to the retaining ring 38 in a rotationally rigid manner. A preloaded plate spring 48 is provided between the retaining ring 38 and the pressure ring 42 . The bias of the plate spring 48 results in an axial force between the driver part 32 and the worm wheel 22 , which in conjunction with the ko African friction surface allows a rigid drive from the worm wheel 22 to the steering column 16 , as long as the torques to be transmitted move in the usual frame.

Kommt es bei Stoßbelastungen zu einer Überschreitung des durch die Vorspannkraft der Tellerfeder 48 eingestellten Rutschmomentes, beginnt das Schneckenrad 22 sich relativ zum Mitnehmerteil 32 zu drehen, wobei es zu einer Gleitbewegung zwischen dem Reibbelag 28 und dem Innenkonus 26 sowie zwischen dem Reibbelag 46 und der Stirnfläche 44 des Mitnehmerteils 32 kommt. Durch diese Drehmomentbegrenzung werden die Kräfte auf die Zahnflanken der Schnecke 18 im zulässigen Rahmen gehalten, so daß es nicht zu Beschädigungen kommen kann.If the slipping torque set by the preload force of the plate spring 48 is exceeded during impact loads, the worm wheel 22 begins to rotate relative to the driving part 32 , causing a sliding movement between the friction lining 28 and the inner cone 26 and between the friction lining 46 and the end face 44 of the driver part 32 comes. Due to this torque limitation, the forces on the tooth flanks of the worm 18 are kept within the permissible range, so that damage cannot occur.

Eine zusätzliche axiale Abstützung (nicht gezeigt) des Schneckenrades 22 verhindert eine Beeinflussung des Rutschmomentes durch die über die Schnecke 18 in das Schneckenrad 22 eingeleiteten Axialkräfte. Additional axial support (not shown) of the worm wheel 22 prevents an influence of the slipping torque by the introduced into the worm wheel 22 via the worm 18 axial forces.

Kommt es infolge wiederholter Überbeanspruchung zu einem Verschleiß der Reibbeläge 28, 46, sorgt die Haltefeder 48 für ein Nachstellen des Mitnehmerteils 32 in bezug auf den Innenkonus 26 des Schneckenrades 22. Solange der Nachstellweg klein ist, sinkt die Vorspannkraft dadurch kaum ab. Sollte sie jedoch durch wiederholtes Nachstellen so stark abfallen, daß es bei Vollast des Motors 12 zu einem Schlupf zwischen dem Innenkonus 26 und dem Reibbelag 28 kommt, kann durch entsprechendes Nachstellen des Halterings 38 wieder die ursprüngliche Vorspannkraft eingestellt werden.If there is wear of the friction linings 28 , 46 as a result of repeated overstressing, the holding spring 48 adjusts the driver part 32 with respect to the inner cone 26 of the worm wheel 22 . As long as the adjustment path is small, the preload hardly drops. However, should it fall so much due to repeated readjustment that there is slippage between the inner cone 26 and the friction lining 28 when the engine 12 is fully loaded, the original prestressing force can be set again by correspondingly readjusting the retaining ring 38 .

Außer bei elektrischen Lenkhilfen ist es auch bei Schneckengetrieben allgemein möglich, das Schneckenrad über eine Rutschkupplung entsprechend den vorhergehenden Ausführungen an die Abtriebswelle zu koppeln. Auch bei sonstigen Schneckengetrieben stellt die Rutschkupplung dabei einen Überlastschutz dar oder sie ermöglicht eine Schleppbewegung der Abtriebswelle bei blockiertem oder selbstsperrend ausgeführtem Schneckengetriebe. In addition to electric steering aids, it is also common to worm gears possible, the worm wheel via a slip clutch according to the coupling previous versions to the output shaft. Also at other worm gears, the slip clutch provides one Overload protection or it allows a towing movement of the Output shaft with blocked or self-locking Worm gear.  

BezugszeichenlisteReference list

1010th

elektrische Lenkhilfe
electric steering aid

1212th

elektrischer Motor
electric motor

1414

Schneckengetriebe
Worm gear

1616

Lenksäule
Steering column

1818th

Schnecke
slug

2020th

Motorwelle
Motor shaft

2222

Schneckenrad
Worm wheel

2323

Getriebegehäuse
Gear housing

2424th

Reib-/Rutschkupplung
Friction / slip clutch

2626

Innenkonus
Inner cone

2828

Reibbelag
Friction lining

3030th

Umfangsfläche
Circumferential surface

3232

Mitnehmerteil
Driver part

3434

Vorsprung
head Start

3636

Gewinde
thread

3838

Haltering
Retaining ring

4040

konzentrische Öffnung
concentric opening

4242

Druckring
Pressure ring

4444

Stirnfläche
Face

4646

Reibbelag
Friction lining

4848

Haltefeder
Retaining spring

Claims (11)

1. Elektrische Lenkhilfe mit einem elektrischen Antriebsmotor (12), der über ein Schneckengetriebe (14) die Drehbewegung der Lenksäule (16) unterstützt, und einer Kupplung (24), mit Hilfe derer der Durchtrieb in bestimmten Fällen aufhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (24) in das Schneckenrad (22) des Schneckengetriebes (14) integriert ist und die Schnittstelle zwischen Lenksäule (16) und Schneckenrad (22) bildet.1. Electric steering aid with an electric drive motor ( 12 ), which supports the rotary movement of the steering column ( 16 ) via a worm gear ( 14 ), and a clutch ( 24 ), by means of which the drive can be canceled in certain cases, characterized in that the clutch ( 24 ) is integrated in the worm wheel ( 22 ) of the worm gear ( 14 ) and forms the interface between the steering column ( 16 ) and the worm wheel ( 22 ). 2. Elektrische Lenkhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwelle und die Motorwelle als einstückige Welle (20) ausgebildet sind.2. Electric steering aid according to claim 1, characterized in that the worm shaft and the motor shaft are designed as a one-piece shaft ( 20 ). 3. Elektrische Lenkhilfe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (24) als elektromagnetische oder elektrorheologische Kupplung ausgebildet ist.3. Electric steering aid according to claim 1 or 2, characterized in that the clutch ( 24 ) is designed as an electromagnetic or electrorheological clutch. 4. Elektrische Lenkhilfe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische beziehungsweise -rheologische Kupplung nur dann geschlossen ist, wenn der Motor (12) die Lenksäule (16) unterstützt. 4. Electric steering aid according to claim 3, characterized in that the electromagnetic or rheological clutch is only closed when the motor ( 12 ) supports the steering column ( 16 ). 5. Elektrische Lenkhilfe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung als Reib-/Rutschkupplung (24) ausgebildet ist.5. Electric steering aid according to claim 1 or 2, characterized in that the clutch is designed as a friction / slip clutch ( 24 ). 6. Elektrische Lenkhilfe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibfläche (26, 28) der Kupplung (24) konisch ist.6. Electric steering aid according to claim 5, characterized in that the friction surface ( 26 , 28 ) of the clutch ( 24 ) is conical. 7. Elektrische Lenkhilfe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenrad (22) über einen Innenkonus (26) verfügt, in dem unter axialer Vorbelastung ein drehstarr mit der Lenksäule (16) verbundener Außenkonus (30, 32) sitzt, wobei der Innenkonus (26) und/oder der Außenkonus (30) mit Reibelementen (28) versehen sind.7. Electric steering aid according to claim 6, characterized in that the worm wheel ( 22 ) has an inner cone ( 26 ) in which a torsionally rigid with the steering column ( 16 ) connected outer cone ( 30 , 32 ) sits under axial preload, the inner cone ( 26 ) and / or the outer cone ( 30 ) are provided with friction elements ( 28 ). 8. Elektrische Lenkhilfe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkonus (26) gegen den Außenkonus (28, 30) durch ein Federelement (48) axial vorbelastet ist.8. Electric steering aid according to claim 7, characterized in that the inner cone ( 26 ) against the outer cone ( 28 , 30 ) is axially biased by a spring element ( 48 ). 9. Elektrische Lenkhilfe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement aus einer Schraubenfeder oder wenigstens einer Tellerfeder (48) besteht.9. Electric steering aid according to claim 8, characterized in that the spring element consists of a helical spring or at least a plate spring ( 48 ). 10. Elektrische Lenkhilfe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (48) zwischen einer Stirnfläche (44) des mit dem Außenkonus (30) versehenen Elements (32) und einem Haltering (38) sitzt, der über ein Gewinde (36) in axialer Richtung verstellbar an dem Schneckenrad (22, 34) festgelegt ist.10. Electric steering aid according to claim 8 or 9, characterized in that the spring element ( 48 ) sits between an end face ( 44 ) of the with the outer cone ( 30 ) provided element ( 32 ) and a retaining ring ( 38 ) which has a thread ( 36 ) is axially adjustable on the worm wheel ( 22 , 34 ). 11. Elektrische Lenkhilfe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenrad (22) über eine separate Lagerung in axialer Richtung verfügt, um die Kupplung (24) von Axialkräften zu entlasten.11. Electric steering aid according to one of the preceding claims, characterized in that the worm wheel ( 22 ) has a separate bearing in the axial direction in order to relieve the clutch ( 24 ) of axial forces.
DE19811784A 1998-03-18 1998-03-18 Electric steering auxiliary with electric drive motor aiding rotation of steering column across worm drive Withdrawn DE19811784A1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19811784A DE19811784A1 (en) 1998-03-18 1998-03-18 Electric steering auxiliary with electric drive motor aiding rotation of steering column across worm drive
KR1020007010303A KR20010041977A (en) 1998-03-18 1999-02-18 Electric steering servo
JP2000536609A JP2002506769A (en) 1998-03-18 1999-02-18 Electric power steering
EP99911682A EP1062142A1 (en) 1998-03-18 1999-02-18 Electric steering servo
PCT/EP1999/001061 WO1999047405A1 (en) 1998-03-18 1999-02-18 Electric steering servo

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19811784A DE19811784A1 (en) 1998-03-18 1998-03-18 Electric steering auxiliary with electric drive motor aiding rotation of steering column across worm drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19811784A1 true DE19811784A1 (en) 1999-09-23

Family

ID=7861349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19811784A Withdrawn DE19811784A1 (en) 1998-03-18 1998-03-18 Electric steering auxiliary with electric drive motor aiding rotation of steering column across worm drive

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1062142A1 (en)
JP (1) JP2002506769A (en)
KR (1) KR20010041977A (en)
DE (1) DE19811784A1 (en)
WO (1) WO1999047405A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2806690A1 (en) * 2000-03-24 2001-09-28 Renault Electrically assisted steering column for motor vehicle has driven gear equipped with secondary wheel also engaging with driving member
WO2005047084A1 (en) * 2003-11-04 2005-05-26 Zf Lenksysteme Gmbh Steering system actuator
DE10048579B4 (en) * 2000-09-30 2012-10-18 Volkswagen Ag Method and circuit arrangement for operating an electromechanical power steering on motor vehicles
EP3037324A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-29 Jtekt Corporation Electric power steering device
DE102018125887A1 (en) * 2018-10-18 2020-04-23 Thyssenkrupp Ag Spring element for a reduction gear of an electromechanical steering system
US11407444B2 (en) 2017-05-16 2022-08-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Electromechanical motor vehicle steering system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160009311A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 ZF Steering Systems, LLC Friction clutch for steering column

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1900834U (en) * 1962-08-24 1964-09-17 Rhein Getriebe G M B H OVERLOAD CLUTCH, IN PARTICULAR FOR WORM GEAR.
DE7001522U (en) * 1970-01-17 1970-09-24 Blaupunkt Werke Gmbh SMALL SLIP CLUTCH.
DE3700254A1 (en) * 1986-11-05 1988-05-19 Rhein Getriebe Gmbh Worm gear
FR2692219A1 (en) * 1992-06-11 1993-12-17 Renault Method and device for steering assistance of a vehicle.
DE4228176A1 (en) * 1992-08-25 1994-03-10 Atlas Copco Elektrowerkzeuge Slipping clutch for electrically-driven tool - has annular plate spring engaging positively with inner wheel and in frictional contact with outer one
DE9317153U1 (en) * 1993-11-10 1995-03-09 Müllenberg, Ralph, 41516 Grevenbroich Cone clamping arrangement
EP0657340A1 (en) * 1993-12-07 1995-06-14 Koyo Seiko Co., Ltd. Power steering apparatus
EP0776813A1 (en) * 1995-11-30 1997-06-04 Trw Inc. Steering apparatus comprising magnetorheological fluid clutches

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2414135A1 (en) * 1974-03-23 1975-10-09 Rudolf Betzing Combination coupling with flexible and friction element - has adjustable friction load on taper sleeve for varying torque transmission
DE2754754A1 (en) * 1977-12-08 1979-06-13 Elero Ag Limited power output drive transmission - accommodates slipping or externally operated clutch or coupling to actuate stopping switch
JPS6382873A (en) * 1986-09-25 1988-04-13 Aisin Seiki Co Ltd Motor driven power steering device
JPH0960432A (en) * 1995-08-28 1997-03-04 Tostem Corp Bead
EP0861184B1 (en) * 1995-11-16 2000-03-22 Lucas Industries Limited Improvements in electric actuators for vehicle systems

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1900834U (en) * 1962-08-24 1964-09-17 Rhein Getriebe G M B H OVERLOAD CLUTCH, IN PARTICULAR FOR WORM GEAR.
DE7001522U (en) * 1970-01-17 1970-09-24 Blaupunkt Werke Gmbh SMALL SLIP CLUTCH.
DE3700254A1 (en) * 1986-11-05 1988-05-19 Rhein Getriebe Gmbh Worm gear
FR2692219A1 (en) * 1992-06-11 1993-12-17 Renault Method and device for steering assistance of a vehicle.
DE4228176A1 (en) * 1992-08-25 1994-03-10 Atlas Copco Elektrowerkzeuge Slipping clutch for electrically-driven tool - has annular plate spring engaging positively with inner wheel and in frictional contact with outer one
DE9317153U1 (en) * 1993-11-10 1995-03-09 Müllenberg, Ralph, 41516 Grevenbroich Cone clamping arrangement
EP0657340A1 (en) * 1993-12-07 1995-06-14 Koyo Seiko Co., Ltd. Power steering apparatus
EP0776813A1 (en) * 1995-11-30 1997-06-04 Trw Inc. Steering apparatus comprising magnetorheological fluid clutches

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2806690A1 (en) * 2000-03-24 2001-09-28 Renault Electrically assisted steering column for motor vehicle has driven gear equipped with secondary wheel also engaging with driving member
DE10048579B4 (en) * 2000-09-30 2012-10-18 Volkswagen Ag Method and circuit arrangement for operating an electromechanical power steering on motor vehicles
WO2005047084A1 (en) * 2003-11-04 2005-05-26 Zf Lenksysteme Gmbh Steering system actuator
DE10351366A1 (en) * 2003-11-04 2005-06-09 Zf Lenksysteme Gmbh actuator
EP3037324A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-29 Jtekt Corporation Electric power steering device
US9783225B2 (en) 2014-12-22 2017-10-10 Jtekt Corporation Electric power steering device
US11407444B2 (en) 2017-05-16 2022-08-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Electromechanical motor vehicle steering system
DE102018125887A1 (en) * 2018-10-18 2020-04-23 Thyssenkrupp Ag Spring element for a reduction gear of an electromechanical steering system
WO2020079090A1 (en) * 2018-10-18 2020-04-23 Thyssenkrupp Presta Ag Spring element for a reduction gear of an electromechanical steering system
DE102018125887B4 (en) 2018-10-18 2023-02-16 Thyssenkrupp Ag Spring element for a reduction gear of an electromechanical steering system
US11820441B2 (en) 2018-10-18 2023-11-21 Thyssenkrupp Presta Ag Spring element for a reduction gear of an electromechanical steering system

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999047405A1 (en) 1999-09-23
KR20010041977A (en) 2001-05-25
JP2002506769A (en) 2002-03-05
EP1062142A1 (en) 2000-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0730107B1 (en) Disc brake
EP0271864B1 (en) Actuating mechanism with an automatic adjustment for brakes, especially for juggernauts
EP0916037B1 (en) Electromechanical brake
DE102017217829B4 (en) Electric axle drive of a vehicle with a parking lock device
EP0635658A2 (en) Planetary gearing with torque limiter and its use in hand tools
DE3631946C2 (en)
EP0943842A1 (en) Worm reduction gear
DE19853721A1 (en) Vehicle brake actuator has ramp bearing located between position
DE112010001889T5 (en) Gear arrangement for an electric power steering system
EP1032522B1 (en) Electromotive actuator for a motor vehicle steering system
EP4132837B1 (en) Adjustment drive for a steering column, and steering column for a motor vehicle
DE19811784A1 (en) Electric steering auxiliary with electric drive motor aiding rotation of steering column across worm drive
DE19734815C1 (en) Drive device for adjustable road vehicle part, e.g. sun roof
EP0545358B1 (en) Actuating mechanism with an automatic adjustment for brakes, especially in trucks and omnibuses
EP1898122B1 (en) Actuator device for linear adjustment of an actuator
DE3342880A1 (en) Coupling for electric tools
DE10212260A1 (en) Floating caliper disc brake for a vehicle
DE112004001257T5 (en) Electromechanical linear actuator for a service brake of a motor vehicle
EP0993561B1 (en) Servo-actuator for a car clutch
DE3412338C2 (en) Worm gear
DE4425272C2 (en) Hoist
EP0806580A1 (en) Overload protection device between a driven device and a driving transmission
DE19831442C2 (en) Gearboxes for seat adjustment devices in motor vehicles
EP1010911B1 (en) Actuator for a friction clutch of a motor vehicle
DE3612619C2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: SIEMENS AG, 80333 MUENCHEN, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee