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DE102005036709A1 - Überlagerungsvorrichtung für ein Lenksystem - Google Patents

Überlagerungsvorrichtung für ein Lenksystem Download PDF

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DE102005036709A1
DE102005036709A1 DE200510036709 DE102005036709A DE102005036709A1 DE 102005036709 A1 DE102005036709 A1 DE 102005036709A1 DE 200510036709 DE200510036709 DE 200510036709 DE 102005036709 A DE102005036709 A DE 102005036709A DE 102005036709 A1 DE102005036709 A1 DE 102005036709A1
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DE
Germany
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gear
planetary
transmission
steering
wheel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE200510036709
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English (en)
Inventor
Jens Dipl.-Ing. Meintschel
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
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Publication of DE102005036709A1 publication Critical patent/DE102005036709A1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
    • 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
    • F16HGEARING
    • F16H35/00Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H35/008Gearings or mechanisms with other special functional features for variation of rotational phase relationship, e.g. angular relationship between input and output shaft
    • 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
    • F16HGEARING
    • F16H13/00Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members
    • F16H13/06Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members with members having orbital motion

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überlagerungsvorrichtung (6) für ein Lenksystem (5) eines Fahrzeugs. Eine ansteuerbare Stelleinrichtung (8) ist über ein Antriebselement (9) mit einem ersten Getriebeeingang (10) eines Überlagerungsgetriebes (7) verbunden. Eine Lenkradwelle (14) dient zur Verbindung des Lenkrads (13) des Lenksystems (5) mit einem zweiten Getriebeeingang (15) und eine Ausgangswelle (17) dient zur Verbindung eines Getriebeausgangs (16) des Überlagerungsgetriebes (7) mit einem Lenkgetriebe (18) des Lenksystems (5). Der zweite Getriebeeingang (15) ist mit dem Getriebausgang (16) über eine Reibradgetriebestufe verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Überlagerungsvorrichtung für ein Lenksystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Lenksystem mit einer solchen Überlagerungsvorrichtung.
  • Eine derartige Überlagerungsvorrichtung ist aus der DE 197 23 358 A1 bereits bekannt. Diese Überlagerungsvorrichtung weist ein als Planetengetriebe ausgeführtes Überlagerungsgetriebe auf, dessen erster Getriebeeingang mit dem Lenkrad und dessen zweiter Getriebeeingang mit einem Elektromotor verbunden ist. Der erste Getriebeeingang ist vom Getriebegehäuse des Überlagerungsgetriebes gebildet, das über eine Reibradgetriebestufe mit dem Elektromotor antriebsmäßig verbunden sein kann.
  • Ausgehend vom gattungsgemäßen Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Überlagerungsvorrichtung hinsichtlich der Geräuschentwicklung zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Überlagerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Dadurch, dass vorgesehen ist, den zweiten Getriebeeingang mit dem Getriebeausgang über eine Reibradgetriebestufe zu verbinden, kann die Geräuschentwicklung der Überlagerungsvorrichtung beim Lenken reduziert werden. Die am zweiten Getriebeeingang anliegende Drehbewegung wird dabei über wenigstens zwei in Kotakt stehende Reibräder vom zweiten Getriebeeingang an den Getriebeausgang übertragen. Beim Drehen des Lenkrades werden im Überlagerungsgetriebe durch die Übertragung der Drehbewegung über eine Reibradgetriebestufe mithin nur geringe Geräusche erzeugt. Auch der erste Getriebeeingang kann über eine Reibradgetriebestufe mit dem Getriebeausgang verbunden sein, wodurch eine weitere Verbesserung der Geräuschentwicklung möglich ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Überlagerungsvorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Vorteilhafterweise treibt die Stelleinrichtung den ersten Getriebeeingang über eine Reibradgetriebestufe oder eine Schneckenradgetriebestufe oder eine Zugmittelgetriebestufe an. Hierdurch lässt sich eine weitere Geräuschverringerung erzielen.
  • Es können ein oder mehrere als Reibräder ausgeführte Planetenreibräder vorgesehen sein, die an einem Planetenradträger gelagert sind. Der Planetenradträger kann dabei den ersten Getriebeeingang bilden, so dass die Planetenreibräder auf einfache Weise über den Planetenradträger von der Stelleinrichtung angetrieben werden können.
  • Zur Erzielung eines einfachen Aufbaus kann es vorgesehen sein, dass der Planetenradträger fest mit einem Getriebegehäuse des Überlagerungsgetriebes verbunden ist oder Teil des Getriebegehäuses ist. Das Antreiben den Planetenradträgers kann daher über das von außen leicht zugängliche Getriebegehäuse erfolgen. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass der Planetenradträger mit einem Abtriebsreibrad drehfest verbunden ist, wobei das Abtriebsreibrad koaxial zum Getriebegehäu se angeordnet ist. Das Abtriebsreibrad kann von der Stelleinrichtung angetrieben werden.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Planetenradträger eine Anpressvorrichtung aufweist, die das oder die am Planetenradträger gelagerten Planetenreibräder in Richtung einer Kontaktstelle drückt, an der die Planetenreibräder mit jeweils einem zugeordneten Getriebereibrad in Kontakt stehen. Dadurch ist eine gute Kraft- bzw. Momentenübertragung zwischen den in Kontakt bzw. in Anlage stehenden Reibrädern gewährleistet.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zwei Planetenreibräder vorgesehen, die auf einer gemeinsamen Planetenachse oder Planetenwelle gelagert sind. Dies stellt eine einfache Lagerungsmöglichkeit der Planetenreibräder am Planetenradträger dar.
  • Bei dieser Ausführungsform kann die Anpressvorrichtung eine Anpresskraft auf die Planetenachse oder Planetenwelle ausüben, sodass alle auf der Planetenachse bzw. Planetenwelle gelagerten Planetenreibräder gleichzeitig in Richtung ihrer jeweiligen Kontaktstelle mit einem zugeordneten Getriebereibrad gedrückt werden können.
  • Es ist möglich, dass der zweite Getriebeeingang des Überlagerungsgetriebes von einem ersten Hohlreibrad oder einem ersten Sonnenreibrad gebildet ist. Auch der Getriebeausgang des Überlagerungsgetriebes kann von einem zweiten Hohlreibrad oder einem zweiten Sonnenreibrad gebildet werden. Ein einfacher und kompakter Getriebeaufbau ist dabei erreichbar.
  • Des Weiteren kann eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen sein, die zumindest zwei der drei Getriebewellen des als Planetengetriebe ausgeführten Überlagerungsgetriebes drehfest miteinander verbinden kann. Unter den drei Getriebewellen sind der erste Getriebeeingang, der zweite Getriebeeingang und der Getriebeausgang zu verstehen. Durch das drehfeste verriegeln von zwei der drei Getriebewellen miteinander kann sichergestellt werden, dass eine Drehbewegung des Lenkrads über den Getriebeausgang an das Lenkgetriebe weitergeleitet wird und nicht etwa über den ersten Getriebeeingang eine Drehung der Stelleinrichtung verursacht.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Überlagerungsvorrichtung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische, blockschaltbildartige Darstellung eines Lenksystems mit einer Überlagerungsvorrichtung,
  • 2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überlagerungsvorrichtung in schematischer, teilgeschnittener Darstellung und
  • 3 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überlagerungsvorrichtung in schematischer, teilgeschnittener Darstellung.
  • In 1 ist ein Lenksystem 5 mit einer Überlagerungsvorrichtung 6 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs gezeigt. Die Überlagerungsvorrichtung 6 weist ein Überlagerungsgetriebe 7 und einen ansteuerbaren, die Stelleinrichtung bildenden Elektromotor 8 auf, der über ein Antriebselement 9 mit einem ersten Getriebeeingang 10 des Überlagerungsgetriebes 7 verbunden ist.
  • Ein Lenkrad 13 des Lenksystems 5 ist über eine Lenkradwelle 14 mit einem zweiten Getriebeeingang 15 des Überlagerungsgetriebes 7 verbunden. Das Überlagerungsgetriebe 7 überlagert die Drehbewegung des Antriebselements 9 am ersten Getriebeeingang 10 und die Drehbewegung der Lenkradwelle 14 am zweiten Getriebeeingang 15 zu einer überlagerten Drehbewegung an einem Getriebeausgang 16, der über eine Ausgangswelle 17 mit einem Lenkgetriebe 18 des Lenksystems 5 verbunden ist. Das Lenkgetriebe 18 lenkt die lenkbaren Fahrzeugräder 19 zur Einstellung eines Lenkwinkels in Abhängigkeit von der durch die Ausgangswelle 17 an das Lenkgetriebe 18 übermittelten überlagerten Drehbewegung aus. Somit kann an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 durch die Drehung des Lenkrades 13 und/oder durch den Betrieb des Elektromotors 8 ein Lenkwinkel eingestellt werden.
  • Das Lenksystem 5 weist ferner einen Lenkwinkelsensor 20 auf, der eine mit dem Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 korrelierende Lenkwinkelgröße a erfasst und an eine Steuereinheit 21 übermittelt. Als Lenkwinkelgröße a kommt beispielsweise die Position einer nicht näher dargestellten Zahnstange des Lenkgetriebes 18 in Betracht. Es versteht sich, dass der Lenkwinkel auch direkt gemessen werden kann. Über die Steuereinheit 21 kann die Überlagerungsvorrichtung 6 und insbesondere der Elektromotor 8 der Überlagerungsvorrichtung 6 angesteuert werden, um einen gewünschten Lenkwinkel einzustellen. Dadurch, dass die Lenkwinkelgröße a erfasst wird, kann über die Steuereinheit 21 eine Lenkwinkelregelung realisiert werden.
  • Das Überlagerungsgetriebe 7 ist als 3-Wellen-Planetengetriebe ausgebildet. Die drei Getriebewellen des Planetengetriebes sind der erste Getriebeeingang 10, der zweite Getriebeeingang 15 und der Getriebeausgang 16. Die Überlagerungsvorrichtung 6 enthält eine Verriegelungseinrichtung 23, die zwei der drei Getriebewellen drehfest miteinander verbinden kann. Beispielsgemäß ist vorgesehen, dass durch die Verriegelungsein richtung 23 der zweite Getriebeeingang 15 und der Getriebeausgang 16 drehfest miteinander verbunden werden können, so dass sozusagen eine Zwangskopplung besteht, wobei eine Drehbewegung am zweiten Getriebeeingang 15 zwingend an den Getriebeausgang 16 übertragen wird.
  • Ein derartiges Lenksystem 5 mit Überlagerungsvorrichtung 6 kann den Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 unabhängig von der Stellung des Lenkrads 13 durch den Betrieb des Elektromotors 8 variieren. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, fahrerunabhängige Lenkeingriffe durchzuführen. Beispielsweise ist es möglich, den Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 zur Stabilisierung des Fahrzeugs in kritischen Fahrsituationen zu verändern. Mittels der Überlagerungsvorrichtung 6 kann ferner die Lenkübersetzung zwischen Lenkradwinkel am Lenkrad 13 und Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 parameterabhängig und insbesondere abhängig von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit eingestellt werden.
  • Das Überlagerungsgetriebe 7 ist als Reibradgetriebe ausgeführt. Alle Getrieberäder sind durch Reibräder gebildet. Das Überlagerungsgetriebe ist mithin zahnradlos ausgestaltet. Dabei stehen Reibräder zur Übertragung von Drehbewegungen mit ihren jeweiligen radialen Flächen in kraftschlüssigem Kontakt. Allein durch das Gegeneinanderdrücken zweier in Kontakt stehender Reibräder an einer Kontaktstelle wird die Drehbewegung von dem einen, angetriebenen Reibrad auf das andere Reibrad übertragen. In Abhängigkeit vom zu übertragenden Drehmoment, der Kraft, mit der die beiden Reibräder aneinandergedrückt sind und der zwischen radialen Flächen der Reibräder herrschenden Reibung, kann ein gewisser Schlupf zwischen zwei in Kontakt stehenden Reibrädern auftreten, der im Bereich zwischen 0,5 und 5% betragen kann. Um den Schlupf so gering wie möglich zu halten ist vorgesehen zumindest für die radialen Flächen zweier in Anlage stehender Getriebereibräder unterschiedlichen Materialien zu verwenden. Beispielsweise kann die eine radiale Fläche aus Metall und die damit in Kontakt stehende andere radiale Fläche aus Kunststoff, z.B. Gummi bestehen. Dabei kann nicht nur die radiale Fläche, sondern auch das gesamte Getriebereibrad aus dem betreffenden Material hergestellt sein.
  • 2 zeigt eine erste Ausführungsform der Überlagerungsvorrichtung 6. Das Überlagerungsgetriebe 7 weist ein erstes Sonnenreibrad 30 auf, das drehfest mit der Lenkradwelle 14 verbunden ist und mithin den zweiten Getriebeeingang 15 darstellt. Koaxial zum ersten Sonnenreibrad 30 ist ein zweites Sonnenreibrad 31 vorgesehen, das den Getriebeausgang 16 bildet und daher drehfest mit der Ausgangswelle 17 in Verbindung steht. Die beiden Sonnenreibräder 30, 31 sind in Axialrichtung 32 des Überlagerungsgetriebes 7 nebeneinander angeordnet und weisen dabei dieselbe Drehachse 33 auf.
  • Bei dem in 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Überlagerungsvorrichtung 6 umfasst das Überlagerungsgetriebe 7 einen Planetenradträger 38, an dem eine Planetenwelle 39 drehbar gelagert ist. Die Planetenwelle 39 verläuft in Axialrichtung 32 parallel zur Drehachse 33. Auf der Planetenwelle 39 sind ein erstes Planetenreibrad 40 und ein zweites Planetenreibrad 41 angeordnet. Die beiden Planetenreibräder 40, 41 sind über die Planetenwelle 39 drehfest miteinander verbunden und können sich nur gemeinsam mit der Planetenwelle 39 drehen.
  • Das erste Planetenreibrad 40 steht mit seiner radialen Reibradaußenfläche 45 mit der radialen Reibradaußenfläche 46 des ersten Sonnenreibrades 30 an einer ersten Kontaktstelle 47 zur Übertragung von Drehbewegungen in Anlage. Entsprechend liegt das zweite Planetenrad 41 mit seiner radialen Reibradaußenfläche 48 an der radialen Reibradaußenfläche 49 des zweiten Sonnenreibrades 31 im Bereich einer zweiten Kontaktstelle 50 an. Das erste Sonnenreibrad 30 und das erste Planetenreibrad 40 stellen eine erste Reibradgetriebestufe 58 und das zweite Sonnenreibrad 31 und das zweite Planetenreibrad 41 stellen eine zweite Reibradgetriebestufe 59 dar. Eine Drehbewegung am zweiten Getriebeeingang 15 wird mithin über die erste Reibradgetriebestufe 58, die Planetenwelle 39 und die zweite Reibradgetriebestufe 59 zum Getriebeausgang 16 übertragen.
  • Der Planetenradträger 38 ist beispielsgemäß Bestandteil eines die Planetenreibräder 40, 41 und die Sonnenreibräder 30, 31 umgebenden Getriebegehäuses 55 des Überlagerungsgetriebes 7. Er weist eine Anpressvorrichtung 60 auf, die die am Planetenradträger 38 gelagerten Planetenreibräder 40, 41 in Richtung ihrer jeweiligen Kontaktstelle 47, 50 mit dem zugeordneten Sonnenreibrad 30 bzw. 31 drückt. Die durch die Anpressvorrichtung 60 ausgeübte Anpresskraft wirkt auf die Planetenwelle 39 ein. Hierfür sind zwei Anpresselemente 61, beispielsweise eine oder mehrere Schraubenfedern oder dergleichen, vorgesehen, die im Bereich der Lagerstellen der Planetenwelle 39 am Planetenradträger 38 jeweils eine Anpresskraft auf den zugeordneten gelagerten Wellenabschnitt 62 der Planetenwelle 39 ausüben. Die beiden gelagerten Wellenabschnitte 62 sind beispielsgemäß von jeweils einem Endabschnitt der Planetenwelle 39 gebildet.
  • Beim ersten Ausführungsbeispiel der Überlagerungsvorrichtung 6 nach 2 ist der erste Getriebeeingang 10 vom Planetenradträger 38 gebildet. Da der Planetenradträger 38 drehfest mit dem Getriebegehäuse 55 verbunden ist und bei der beschriebenen Ausführungsvariante Teil des Getriebegehäuses ist, kann der Planetenradträger 38 auch über das Getriebegehäuse 55 durch den Elektromotor 8 angetrieben werden.
  • Das Antreiben des Planetenradträgers 38 bzw. des Getriebegehäuses 55 erfolgt bei der bevorzugten Ausführung der Überlagerungsvorrichtung 6 über eine dritte Reibradgetriebestufe 65, die mithin das Antriebselement 9 bildet. Diese dritte Reibradgetriebestufe weist ein Abtriebsreibrad 66 und ein Antriebsreibrad 67 auf. Das Antriebsreibrad 67 ist drehfest mit dem Rotor des Elektromotors 8 verbunden und wird von diesem angetrieben, wenn der Elektromotor 8 bestromt wird. Das Abtriebsreibrad 66 steht an einer dritten Kontaktstelle 68 in Kontakt mit dem Antriebsreibrad 67, dessen Drehbewegung dadurch auf das Abtriebsreibrad 66 übertragen wird.
  • Das Abtriebsreibrad 66 ist drehfest mit dem Getriebegehäuse 55 verbunden und umschließt dieses beim Ausführungsbeispiel ringförmig. Das Abtriebsreibrad 66 ist an der radialen Außenseite 70 des Getriebegehäuses 55 befestigt. Es ist koaxial zur Drehachse 33 angeordnet.
  • Anstelle als dritte Reibradgetriebestufe 65 könnte das Antriebselement 9 bei einer abgewandelten Ausführungsvariante der Überlagerungsvorrichtung 6 auch als Schneckenradgetriebestufe oder Zugmittelgetriebestufe ausgeführt sein.
  • Die Funktionsweise der ersten Ausführungsform der Überlagerungsvorrichtung 6 nach 2 ist wie folgt:
    Wird die Lenkradwelle 14 durch eine Drehung des Lenkrades 13 gedreht, so dreht sich auch das erste Sonnenreibrad 30 des Überlagerungsgetriebes 7. Diese Drehbewegung treibt das erste Planetenreibrad 40, über die Planetenwelle 39 das zweite Planetenreibrad 41 und das zweite Sonnenreibrad 41 an. Dies führt zu einer Drehung der Ausgangswelle 17, die an das Lenkgetriebe 33 weitergegeben wird.
  • Beim Bestromen des Elektromotors 8 zu dessen Betrieb dreht sich das Getriebegehäuse 55 mit dem Planetenradträger 38 und der Planetenwelle 39 um die Drehachse 33. Unter der Annahme, das der Fahrer das Lenkrad nicht freigibt und sich die Lenkradwelle 14 nicht frei drehen kann, wälzt oder rollt sich das erste Planetenreibrad 40 auf dem ersten Sonnenreibrad 30 ab. Dadurch dreht sich mit dem ersten Planetenreibrad 40 auch das zweite Planetenreibrad 41 mit und treibt das zweite Sonnenreibrad 31 an, das den Getriebeausgang 16 darstellt. Auf diese Weise kann durch das Betreiben des Elektromotors 8 eine Drehbewegung des zweiten Sonnenreibrades 31 und somit eine Drehbewegung der Ausgangswelle 17 erreicht werden. Die Drehbewegungen des Lenkrades 13 und der Lenkradwelle 14 am zweiten Getriebeeingang 15 und die Drehbewegung des Rotors des Elektromotors 8 am ersten Getriebeeingang 10 werden – wenn sie gleichzeitig stattfinden – einander überlagert.
  • 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Überlagerungsvorrichtung 6. Im Vergleich zu ersten Ausführungsform entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Im Unterschied zur ersten Ausführung ist das Überlagerungsgetriebe 7 gemäß 3 sonnenradlos ausgeführt. Anstelle der beiden Sonnenreibräder 30, 31 ist der zweite Getriebeeingang 15 von einem ersten Hohlreibrad 70 und der Getriebeausgang 16 von einem zweiten Hohlreibrad 71 gebildet. Die beiden Hohlreibräder 70, 71 sind koaxial zueinander, in Axialrichtung 32 nebeneinander drehbar um die Drehachse 33 angeordnet.
  • Das erste Hohlreibrad 70 umschließt das erste Planetenreibrad 30 ringförmig, wobei es mit seiner radial nach innen weisenden Innenfläche 72 an einer Kontaktstelle 73 an der radialen Außenfläche 45 des ersten Planetenreibrades anliegt. Entsprechend umschließt das zweite Hohlreibrad 71 das zweite Planetenreibrad 31 ringförmig und liegt mit seiner radial nach innen weisenden Innenfläche 74 an einer Kontaktstelle 75 an der radialen Außenfläche 48 des zweiten Planetenreibrades an.
  • Ein weiterer Unterschied der zweiten Ausführungsform im Vergleich zur Ausgestaltung nach 2 besteht darin, dass der Planetenradträger 38 mit der Anpresseinrichtung 60 nicht Bestandteil des Getriebegehäuses 55 ist. Der Planetenradträger 38 ist als von der radial äußeren Gehäusewand 77 des Getriebegehäuses 55 radial nach innen ragender Vorsprung 78 ausgestaltet, der in Axialrichtung 32 gesehen zwischen die beiden Hohlreibräder 70, 71 hineinragt. An seinem radial gesehen inneren Endbereich 79 weist der vom Vorsprung 78 gebildete Planetenradträger 38 ein Lager 80 zur Lagerung der Planetenwelle 39 mit den beiden Planetenreibrädern 40, 41 auf. Die Planetenwelle 39 ist im Bereich zwischen den beiden Planetenreibrädern 40, 41 am Lager 80 gelagert. An den beiden axialen Endbereichen der Planetenwelle 39 sind die Planetenreibräder 40, 41 angeordnet. Im Bereich des Lagers 80 ist die Anpressvorrichtung 60 vorgesehen, die im Unterschied zu 2 nur ein auf die Planetenwelle 39 einwirkendes Anpresselement 61 aufweist. Die Anpresskraft des Anpresselements 61 drückt die Planetenwelle 39 radial nach außen in Richtung der Kontaktstellen 73, 75 der beiden Planetenreibräder 40, 41 mit den Hohlreibrädern 70, 71.
  • Die Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels der Überlagerungsvorrichtung 6 nach 3 entspricht der in Zusam menhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Funktionsweise.
  • Die Verriegelungseinrichtung 23 ist in den 2 und 3 nicht dargestellt. Sie könnte beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der zweite Getriebeeingang 15 und der Getriebeausgang 16 in verriegeltem Zustand der Verriegelungsvorrichtung 23 jeweils drehfest mit dem Getriebegehäuse 55 verbunden werden, Der erste Getriebeeingang 10 muss dabei frei laufend geschaltet sein, um das Lenksystem nicht zu blockieren. Eine Verriegelungseinrichtung 23 könnte auch ganz entfallen, wenn der erste Getriebeeingang 10 selbst hemmend ausgebildet ist, beispielsweise wenn das Antriebselement 9 eine selbst hemmende Getriebestufe wie z.B. eine Schneckenradgetriebestufe aufweist.
  • Um den gewünschten Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern 19 einzustellen muss der bei der Übertragung von Drehbewegungen bzw. Drehmomenten zwischen zwei aneinander anliegenden Reibrädern auftretende Schlupf ausgeglichen werden. Dies erfolgt dadurch, dass der tatsächlich eingestellte Lenkwinkel durch die erfasste Lenkwinkelgröße a bestimmt und in der Steuereinheit 21 mit dem gewünschten Solllenkwinkel verglichen wird. Bei einer Abweichung zwischen Soll- und Istlenkwinkel steuert die Steuereinheit 21 den Elektromotor 8 an, bis die Abweichung einen vorgegebenen Wert bzw. Betrag unterschreitet. Je größer der auftretende Schlupf ist, desto mehr Umdrehungen muss der Elektromotor 8 ausführen, um den Istlenkwinkel an den Solllenkwinkel anzugleichen. Die Ansteuerzeit des Elektromotors 8 oder die Anzahl der Umdrehungen des Rotors zum Ausgleich des Schlupfes im Überlagerungsgetriebe 7 kann auch als Kenngröße für die Wartung oder Instandsetzung verwendet werden.

Claims (13)

  1. Überlagerungsvorrichtung für ein Lenksystem (5) eines Fahrzeugs, mit einer ansteuerbaren Stelleinrichtung (8), die über ein Antriebselement (9) mit einem ersten Getriebeeingang (10) eines Überlagerungsgetriebes (7) verbunden ist, mit einer zur Verbindung des Lenkrads (13) des Lenksystems (5) mit einem zweiten Getriebeeingang (15) vorgesehene Lenkradwelle (14) und mit einer Ausgangswelle (17) zur Verbindung eines Getriebeausgangs (16) des Überlagerungsgetriebes (7) mit einem Lenkgetriebe (18) des Lenksystems (5), dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Getriebeeingang (15) mit dem Getriebeausgang (16) über eine Reibradgetriebestufe (58, 59) verbunden ist.
  2. Überlagerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (8) den ersten Getriebeeingang (10) über eine Reibradgetriebestufe (65) oder eine Schneckenradgetriebestufe oder eine Zugmittelgetriebestufe antreibt.
  3. Überlagerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere als Reibräder ausgeführte Planetenreibräder (40, 41) vorgesehen sind, die an einem Planetenradträger (38) gelagert sind.
  4. Überlagerungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (38) den ersten Getriebeeingang (10) bildet.
  5. Überlagerungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (38) fest mit einem Getriebegehäuse (55) des Überlagerungsgetriebes (7) verbunden ist oder Teil des Getriebegehäuses (55) ist.
  6. Überlagerungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (38) mit einem Abtriebsreibrad (66) drehfest verbunden ist, wobei das Abtriebsreibrad (66) koaxial zum Getriebegehäuse (55) angeordnet ist.
  7. Überlagerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (38) eine Anpressvorrichtung (60) aufweist, der das oder die am Planetenradträger (38) gelagerten Planetenreibräder (40, 41) in Richtung einer Kontaktstelle (47, 50; 73, 75) drückt, an der die Planetenreibräder (40, 41) mit jeweils einem zugeordneten Getriebereibrad (30, 31; 70, 71) in Kontakt stehen.
  8. Überlagerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Planetenreibräder (40, 41) vorgesehen sind, die auf einer gemeinsamen Planetenachse oder Planetenwelle (39) gelagert sind.
  9. Überlagerungsvorrichtung nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressvorrichtung (60) eine Anpresskraft auf die Planetenachse oder Planetenwelle (39) ausübt.
  10. Überlagerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Getriebeeingang (15) des Überlagerungsgetriebes (7) von einem ersten Hohlreibrad (70) oder einem ersten Sonnenreibrad (30) gebildet ist.
  11. Überlagerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeausgang (16) des Überlagerungsgetriebes (7) von einem zweiten Hohlreibrad (71) oder einem zweiten Sonnenreibrad (31) gebildet ist.
  12. Überlagerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verriegelungseinrichtung (23) vorhanden ist, die zumindest zwei der drei Getriebewellen – erster Getriebeeingang (10), zweiter Getriebeeingang (15) und Getriebeausgang (16) – des als Planetengetriebe ausgeführten Überlagerungsgetriebes (7) drehfest miteinander verbinden kann.
  13. Lenksystem für ein Fahrzeug mit einer Überlagerungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
DE200510036709 2005-08-04 2005-08-04 Überlagerungsvorrichtung für ein Lenksystem Withdrawn DE102005036709A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007038009A1 (de) * 2007-08-10 2009-02-26 Thyssenkrupp Presta Ag Drehzahlüberlagerungseinrichtung

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