DE3626686A1 - Hilfskraft-lenkeinrichtung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich suf eine Hilfskraft-Lenkeinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine derartige Hilfskraft-Lenkein­ richtung ist bekannt (US 20 21 706).

Bei dieser bekannten Bauart trägt die Lenkwelle zwei Kupplungsschei­ ben, die mit dem Ritzel eines Elektromotors in Eingriff zu bringen sind, wenn Bedarf an Hilfskraft vorliegt. Trotz der einfachen Bauart sind hier aber eine besondere Kupplung und ein besonderer Elektromo­ tor notwendig, um die Hilfskraft zu erzeugen und an die Lenkwelle abzugeben.

Vorteile der Erfindung

Die eingangs genannte Hilfskraft-Lenkeinrichtung mit den kennzeich­ nenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß weder eine mit Kupplungsscheiben bestückte Kupplung noch ein Elektromotor gebraucht wird, um die elektrische Hilfskraft auf die Lenkwelle zu übertragen. Desweiteren ist es von Vorteil, daß die Hilfskraft-Einrichtung eine geringe Drehzahl und ein hohes Drehmo­ ment hat.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Schema der Hilfskraft-Lenkeinrichtung , Fig. 2 einen Quer-Schnitt durch die Lenkwelle mit Kupplung und Magnetein­ richtung und Fig. 3 eine Seitenansicht von Rotor und Kupplung.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Ein Fahrzeug hat ein Lenkrad 1, das auf einem oberen Ende einer Lenkwelle 2 sitzt. Die Lenkwelle 2 ist an ihrem unteren Ende mit ei­ nem Lenkgestänge 3 verbunden, das zum Verstellen von Lenkrädern 4 dient. In einem Mittelteil ist die Lenkwelle mit einem gleichachsig angeordneten Kupplungsstück 5 versehen, um eine Drehverbindung mit einem Rotor 6 zu erhalten.

Wie in der Fig. 2 zu erkennen, ist die Kupplung 5 als eine ein ra­ diales Spiel des Rotors 6 in jeder Richtung erlaubende Kupplung aus­ gebildet. Das angesprochene Spiel wird von Aussparungen 7 und von mit den Seitenflächen der Aussparungen 7 zusammenarbeitenden Stiften 7′ ermöglicht.

Der Rotor 6 hat eine zylinderförmige Mantelfläche 8, mit der er in eine Bohrung 9 eines feststehenden Gehäuses 10 eingesetzt ist. Der Durchmesser der Innenbohrung 9 ist größer als der Rotor-Außendurch­ messer, so daß sich zwischen einer Innenfläche 11 der Gehäusebohrung 9 und der Rotor-Mantelfläche 8 ein sichelförmiger Spalt 12 ergibt. Im feststehenden Gehäuse 10 sind gleichmäßig auf den Umfang ver­ teilt, sechs Magnetpole 13 angeordnet, die mit den Großbuchstaben A bis F bezeichnet sind. Es kann aber auch jede andere Zahl von Mag­ netpolen verwendet werden, mindestens aber drei.

An der Lenkwelle 2 ist ein Drehmomentsensor 14 vorgesehen, der die am Lenkrad 1 wirkende Kraft erfaßt und einer elektronischen Schalt­ einrichtung 17 meldet. Diese gibt einen Strom an die Magnetpole ab. Sensoren erfassen die jeweilige Lage des Rotors 6 im Gehäuse 10 und melden die festgestellte Lage an die Elektronik. Außerdem können, falls erforderlich, Sensoren die Lage des Rotors 6 erfassen und an die Elektronik melden. Zur Drehung des Rotors 6 wird ein Impulsgeber 18 in Gang gesetzt, der die Magnetpole entsprechend der Lage des Ro­ tors 6 in Umfangsrichtung nacheinander einschaltet. Die Stromstärke richtet sich nach dem auf das Lenkrad ausgeübten Moment. Dabei wer­ den beispielsweise zuerst die Magnetpole D, E und F geschaltet und der Rotor 6 von diesem angezogen. Dann wird der Magnetpol D abge­ schaltet und der Magnetpol A zugeschaltet; anschließend wird der Magnetpol E abgeschaltet und so fort in Umfangsrichtung.

Auf diese Weise wälzt sich die Mantelfläche 8 des Rotors 6 auf der Innenfläche 11 des Gehäuses 1 ab, und da die Fläche 8 des Rotors in Umfangsrichtung kleiner ist als die Innenfläche 11 des Gehäuses, dreht sich der Rotor 6 um seine Achse entgegengesetzt der Richtung des Impulsablaufes nach links oder nach rechts. Je kleiner der Rotor im Verhältnis zur Gehäuseinnenfläche ist, desto schneller ist die erzeugte Drehung. Über die Kupplung 5 wird diese Drehung an die Lenkwelle 1 als Hilfsdrehmoment abgegeben.

Diese erfindungsgemäße Hilfskrafteinwirkung auf die Lenkwelle 1 hat den Vorteil, daß ein bürstenloser Motor als Lenkhilfe eingesetzt wird.

Die Einrichtung weist eine geringe Drehzahl auf, so daß einerseits kein Untersetzungs-Getriebe notwendig ist und andererseits durch die geringe Massenträgheit der Einrichtung ein schnelles Anlaufen und ein schnelles Stehenbleiben erfolgt. Das Drehmoment ist hoch und damit die Hilfskraft besonders effektiv.

Schließlich hat die Einrichtung noch den Vorteil, daß die Lenkung ohne Hilfskraft nur eine geringe zusätzliche Reibung hat (nur der Rotor 6 muß mitgedreht werden) und daß nur ein geringes zusätzliches Massenträgheutsmoment auftritt.

Claims (6)

1. Hilfskraft-Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Lenkwelle als Verbindung zwischen einem Lenkrad und einem die Räder verstel­ lenden Lenkgestänge sowie mit einer unmittelbar in die Lenkwelle eingesetzten, elektrischen Hilfskrafteinrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lenkwelle (1) von einem Rotor (6) übergriffen ist, der in eine Bohrung eines feststehenden Gehäuses (10) eingesetzt ist, in dem eine mehrpolige Magneteinrichtung mit umlaufender Akti­ vierung angeordnet ist.

2. Hilfskraft-Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lenkwelle (1) mit einem gleichachsig angeordneten Kupp­ lungsstück (5) versehen ist, das vom Rotor (6) mit entsprechenden, jedoch ein radiales Spiel erlaubenden Aussparungen (7) übergriffen ist.

3. Hilfskraft-Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Magneteinrichtung mehrere gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Pole (A bis F) aufweist, von denen jeweils einer allein einzuschalten ist oder zusammen mit benachbarten Polen einzu­ schalten ist und diese Pole fortlaufend aktivierbar sind.

4. Hilfskraft-Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück (5) der Lenkwelle (2) und die entsprechenden Rotor-Aussparungen (7) als eine ein radiales Spiel in allen Richtungen erlaubende Kupplung (Oldham-Kupplung) aus­ gebildet sind.

5. Hilfskraft-Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Gehäuse-Innenfläche (11) und die Ro­ tor-Mantelfläche (8) kraftübertragend aufeinander ablaufen und daß die an die Lenkwelle (2) abgegeben Drehung entsprechend der Diffe­ renz in Umfangslänge der Gehäuse-Innenfläche (11) und der Umfangs­ länge der Rotor-Mantelfläche (8) untersetzt ist.

6. Hilfskraft-Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß Sensoren die Lage des Rotors (6) erfassen und diese der elektronischen Schalteinrichtung (17) melden.