DE102008000950A1

DE102008000950A1 - Überlagerungslenkung

Info

Publication number: DE102008000950A1
Application number: DE102008000950A
Authority: DE
Inventors: Arthur Rupp; Jürgen HÖRSCH; Achim Domhan; Wolfgang Runge
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-10-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überlagerungslenkung (1) für ein Fahrzeug, mit einem Überlagerungsgetriebe (2) in einem Getriebegehäuse (3) zur Verknüpfung eines von einem Fahrer auf eine erste Getriebeeingangswelle (4) des Überlagerungsgetriebes (2) eingegebenen Lenkwinkels mit einem auf eine zweite Getriebeeingangswelle (5) von einem Servomotor (6) in einem Servomotorgehäuse (7) eingegebenen Winkel zu einem Summenwinkel an einer Getriebeausgangswelle (8) des Überlagerungsgetriebes (2). Um eine Überlagerungslenkung zu schaffen, die einfach, reproduzierbar und exakt montierbar ist, ist vorgesehen, dass das Getriebegehäuse (3) und das Servomotorgehäuse (7) in der Art einer Muffenverbindung (9) um den Umfang des Getriebegehäuses (3) und dem Umfang des Servomotorgehäuses (7) zentriert aneinander festgelegt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlagerungslenkung für ein Fahrzeug, mit einem Überlagerungsgetriebe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Überlagerungslenkungen sind bekannt und zeichnen sich dadurch aus, daß dem von einem Fahrer an einer Lenkhandhabe gewählten Lenkwinkel bei Bedarf ein weiterer Drehwinkel durch einen Aktuator überlagert werden kann. Der zusätzliche Drehwinkel wird durch eine elektronische Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung (ESP-Regler) gesteuert und dient zur Erhöhung der Fahrstabilität des Fahrzeugs oder zu sonstigen Zwecken. Beispielsweise wird hierfür ein Überlagerungsgetriebe, das als Planetenradgetriebe, wie es in der DE 101 59 800 A1 oder als Wellgetriebe (harmonic-drive) wie es in der US 6 938 724 B1 offenbart ist, herangezogen.
Die Übersetzung einer Servo- oder Hilfskraftlenkung mit Überlagerungsfunktion setzt sich aus den Übersetzungen eines Lenkgetriebes und des Überlagerungsgetriebes zusammen. Ein Überlagerungsgetriebe weist zu diesem Zweck eine erste Getriebeeingangswelle und eine zweite Getriebeeingangswelle auf und überlagert die an den Getriebeeingangswellen auftretenden Drehwinkel auf eine Getriebeausgangswelle, die mit einem Lenkgetriebe und lenkbaren Rädern des Fahrzeugs wirkverbunden ist. Die erste Getriebeeingangswelle oder die Getriebeausgangswelle können drehfest mit der Lenkhandhabe verbunden sein.
Soll die Übersetzung aus fahrdynamischen Gründen geändert werden, wird bei einem Well- oder Pulsatorgetriebe ein exzentrischer Antriebskern des Wellgetriebes durch einen elektrischen Servomotor in Drehung versetzt, wodurch beispielsweise eine Relativverdrehung der Getriebeausgangswelle zu der ersten Getriebeeingangswelle resultiert.
Die bekannten Überlagerungslenkungen weisen ein- oder mehrteilige Getriebegehäuse und Servomotorgehäuse auf, die mit Radialflanschdichtungen und Schrauben verbunden sind.
Die Zentrierung der Gehäuse zueinander ist mit aufwändiger Justage verbunden und zudem mit Versatzfehlern behaftet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überlagerungslenkung zu schaffen, die einfach, reproduzierbar und exakt montierbar ist.
Die Aufgabe wird mit einer Überlagerungslenkung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch dass das Getriebegehäuse und das Servomotorgehäuse in der Art einer Muffenverbindung um den Umfang des Getriebegehäuses und um den gesamten Umfang des Servomotorgehäuses zentriert aneinander festgelegt sind, ist eine einfache, exakte und eine reproduzierbare Genauigkeit ermöglichende Montage der Überlagerungslenkung gegeben.
Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Zur Zentrierung des Servomotorgehäuses zu dem Getriebegehäuse kann an einem axial endseitigen, zu dem Servomotorgehäuse zugewandten Ende des Getriebegehäuses, eine an dessen Außenumfang umlaufende Paßfläche vorgesehen sein, die im wesentlichen in axialer Richtung des Getriebegehäuses verläuft und die auf einer Paßfläche am Innenumfang des Servomotorgehäuses vorzugsweise mit einer geeigneten Übergangspassung zu liegen kommt.
Es kann auch zweckmäßig sein, am Innenumfang des Getriebegehäuses eine Paßfläche anzuordnen, die mit einer im montierten Zustand der Überlagerungslenkung, Paßfläche an dem Außenumfang des Servomotorgehäuses zusammenwirkt. Vorzugsweise ist das Servomotorgehäuse mit dem Getriebegehäuse formschlüssig lösbar, beispielsweise mit einem Innengewinde an dem axialen Ende des Servomotorgehäuses, das mit einem Außengewinde des Getriebegehäuses verschraubt ist, oder umgekehrt, verbunden. Die Passflächen können auch nur teilweise um den entsprechenden Umfang eines oder beider Gehäuse geführt sein.
Es kann auch zweckmäßig sein, das Servomotorgehäuse radial mit dem Getriebegehäuse zu verschrauben oder das Servomotorgehäuse mit dem Getriebegehäuse zu verkleben.
Die Übergangspassung kann auch als Presspassung ausgeführt sein. Das Servomotorgehäuse kann mit dem Getriebegehäuse verstemmt sein. Ist die Passung zwischen dem Servomotorgehäuse und dem Getriebegehäuse als Spielpassung ausgeführt, so kann es zweckmäßig sein, eine Einstelleinrichtung zur Beeinflussung der Konzentrizität zwischen den Gehäusen vorzusehen. Die Einstelleinrichtung kann beispielsweise durch ein Doppelexzenter gebildet sein, oder durch Einstellschrauben, durch Paßstifte in Paßbohrungen und der gleichen.
Die Erfindung wird nun näher anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der beiliegenden Zeichnung wiedergegeben.
In der Zeichnung zeigt:
1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Überlagerungslenkung.
In 1 ist in einem Längsschnitt eine als elektrische Überlagerungslenkung 12 ausgebildete Überlagerungslenkung 1 für einen Personenkraftwagen gezeigt. Sie besteht aus einem als elektrischen Hohlwellenmotor gebildeten Servomotor 6, dessen zylinderförmiges Servomotorgehäuse 7 an einem karosseriefesten Bauteil 13 über ein Schwenklager 14 an seinem Motorlagerschild 15 sich abstützt. Eine Lenkwelle 16, die drehfest mit einer Lenkhandhabe 17 verbunden ist, bildet eine erste Getriebeeingangswelle 4 für ein zu der Überlagerungslenkung 1 gehörigen Überlagerungsgetriebe 2. Das Überlagerungsgetriebe 2 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Wellgetriebe 18 dargestellt. Das Wellgetriebe 18 dient zur Überlagerung eines auf die erste Getriebeeingangswelle 4 aufgebrachten Lenkwinkels mit einem, von dem Servomotor 6 auf eine zweite Getriebeeingangswelle 5 aufgebrachten Drehwinkel. Das Wellgetriebe 18 ist in einem mit ähnlichem Außendurchmesser versehenen zylinderförmigen Getriebegehäuse 3 wie das Servomotorgehäuse 7 angeordnet. Das Servomotorgehäuse 7 weist an einem, dem Getriebegehäuse 3 zugewandten axialen Ende 19 eine an seinem Innenumgang angeordnete Paßfläche 11 auf. Das Getriebegehäuse 3 weist ein an seinem, dem axialen Ende 19 zugewandten Umfangsrand eine Paßfläche 10 auf seinem Aussenumfang auf. Die Passflächen 10, 11 bilden eine Presspassung und sind miteinander verklebt, sodaß die beiden Gehäuse 3,7 in der Art einer Muffenverbindung 9 zusammengefügt sind. Die zweite Getriebeeingangswelle 5 ist als Hohlwelle 20 ausgeführt, auf der Rotormagnete des Servomotors 6 festgelegt sind. Die Hohlwelle 20 ist einstückig mit einem exzentrischen Antriebskern 21 gebildet. Um den ellipsenförmigen Umfang des exzentrischen Antriebskerns 21 ist ein flexibles Kugellager 22 aufgezogen. Der exzentrische Antriebskern greift mit seiner axialen Erstreckung in eine aus elastischem Stahlblech gebildete, topfförmige radialflexible Abrollbuchse 23 ein. Die radialflexible Abrollbuchse 23 greift unter Wirkung der ellipsenförmigen Aufweitung durch den exzentrischen Antriebskern 21 mit einer Außenverzahnung in an sich bekannter Weise in eine Innenverzahnung an einem Stützring 24 ein. Der Stützring 24 ist drehfest mit einer Getriebeausgangswelle 8 des Überlagerungsgetriebes 2 verbunden. Der Stützring 24, die Getriebeeingangswellen 4,5 und die Getriebeausgangswelle 8 sind konzentrisch angeordnet. Der innenverzahnte Stützring 24 weist eine größere Zähnezahl auf als die radialflexible Abrollbuchse 23, wodurch eine Verdrehung des Stützrings 24 und damit der Getriebeausgangswelle 8 relativ zu der ersten Getriebeeingangswelle 4 pro Umdrehung des exzentrischen Antriebskerns 21 um die Differenz der Zähnezahl erfolgt.

1: Überlagerungslenkung
2: Überlagerungsgetriebe
3: Getriebegehäuse
4: Getriebeeingangswelle, erste
5: Getriebeeingangswelle, zweite
6: Servomotor
7: Servomotorgehäuse
8: Getriebeausgangswelle
9: Muffenverbindung
10: Paßfläche
11: Paßfläche
12: Überlagerungslenkung, elektrisch
13: Bauteil, karosseriefest
14: Schwenklager
15: Motorlagerschild
16: Lenkwelle
17: Lenkhandhabe
18: Wellgetriebe
19: Ende, axial
20: Hohlwelle
21: Antriebskern, exzentrisch
22: Kugellager, flexibel
23: Abrollbuchse
24: Stützring

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

- DE 10159800 A1 [0002]
- US 6938724 B1 [0002]

Claims

Überlagerungslenkung für ein Fahrzeug, mit einem Überlagerungsgetriebe (2) in einem Getriebegehäuse (3) zur Verknüpfung eines von einem Fahrer auf eine erste Getriebeeingangswelle (4) des Überlagerungsgetriebes (2) eingegebenen Lenkwinkels mit einem auf eine zweite Getriebeeingangswelle (5) von einem Servomotor (6) in einem Servomotorgehäuse (7) eingegebenen Winkel zu einem Summenwinkel an einer Getriebeausgangswelle (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (3) und das Servomotorgehäuse (7) in der Art einer Muffenverbindung (9) um den Umfang des Getriebegehäuses (3) und dem Umfang des Servomotorgehäuses (7) zentriert aneinander festgelegt sind.
Überlagerungslenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierung durch eine Paßfläche (10) am Außenumfang des Getriebegehäuses (9) und durch ein Paßfläche (11) am Innenumfang des Servomotorgehäuses (7) erfolgt.
Überlagerungslenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierung durch eine Paßfläche am Innenumfang des Getriebegehäuses (3) und durch eine Paßfläche am Außenumfang des Servomotorgehäuses (7) erfolgt.
Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der beiden Passflächen (10, 11) nicht um den vollen Umfang des Servomotorgehäuses (7) und/oder des Getriebegehäuses (3) reicht.
Überlagerungslenkung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Servomotorgehäuse (7) mit dem Getriebegehäuse (3) formschlüssig lösbar verbunden ist.
Überlagerungslenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (3) ein Außengewinde trägt, das auf ein Innengewinde des Servomotorgehäuses (7) geschraubt ist oder ein Innengewinde trägt das in ein Außengewinde des Servomotorgehäuses (7) geschraubt ist.
Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Servomotorgehäuse (7) mit dem Getriebegehäuse (3) radial verschraubt ist.
Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Servomotorgehäuse (7) mit dem Getriebegehäuse (3) verklebt ist.
Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (3) mit dem Servomotorgehäuse (7) verstiftet ist.
Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Servomotorgehäuse (7) in das Getriebegehäuse (3) eingepresst ist.
Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Servomotorgehäuse (7) mit dem Getriebegehäuse (3) radial oder axial verstemmt ist.
Überlagerungslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentrizität zwischen dem Servomotorgehäuse (7) und dem Getriebegehäuse (3) mit einer Einstelleinrichtung einstellbar ist.
Überlagerungslenkung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung ein Doppelexzenter ist.
Überlagerungslenkung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung durch Einstellschrauben oder Paßstifte und Paßbohrungen gebildet ist.